不同输入电容对高压LDO的影响

ziyuan6886 · 发表于昨天 14:46

不同输入电容对高压LDO的影响

1，三端线性稳压器（下文简称为LDO）输入端常使用贴片MLCC电容或铝电解电容，其中铝电解电容包括贴片铝电解电容和直插铝电解电容，该两者铝电解电容在应用于LDO输入端时效果基本相同。

2，无论是贴片MLCC电容或者是铝电解电容，均可以看成是由三部分组成，即：ESR（等效寄生电阻）、ESL（等效寄生电感）和C（电容）。如下图所示

3，贴片MLCC电容一般都具有较低的ESR和ESL，当其被应用于LDO输入端时，在输入电源瞬间触碰LDO输入时，由于该类型电容的ESR与ESL较小，该类型电容中C电容部分在无电荷时可被看成短路状态，C电容器会从电源端尽可能的抽取最大的电流，从而导致电源线上和C电容器上的电流非常大，由于电源线上也存在ESL，所以电源线ESL和C电容器就组成了LC震荡器，在C电容上就会出现一个很高的脉冲电压，不同的电源线对应着不同的ESL，电源线上ESL的不同也会导致C电容器上脉冲电压的不同。而电解电容具有较高的ESR和ESL，可以有效限制输入电源端的电流，从而减小输入端浪涌电压。MST5650BTS-C是一款60V高耐压极限耐压高达80V的高压LDO芯片，现通过对该芯片的测试来实验验证以上描述。实验情况如下所示

（1），输入端采用1uf 贴片0805封装MLCC电容，电源24V开机ON后，电源地线夹直接夹在DEMO上，手持电源线正极输入端直接碰触DEMO板VIN端，采集输入电压、输出电压和电源线电流波形，输入电容1uf 0805 MLCC电容，输入端不串联电阻测试波形如下图所示。

（2），输入端采用1uf 贴片0805封装MLCC电容，电源24V开机ON后，电源地线夹直接夹在DEMO上，手持电源线正极输入端直接碰触DEMO板VIN端，采集输入电压、输出电压和电源线电流波形，输入电容1uf 0805 MLCC电容输入端串联1R电阻测试波形如下图所示。

（3），输入端采用1uf 贴片0805封装MLCC电容，电源24V开机ON后，电源地线夹直接夹在DEMO上，手持电源线正极输入端直接碰触DEMO板VIN端，采集输入电压、输出电压和电源线电流波形，输入电容1uf 0805 MLCC电容输入端串联2.2R电阻测试波形如下图所示。

（4），输入端采用1uf 铝电解电容，电源24V开机ON后，电源地线夹直接夹在DEMO上，手持电源线正极输入端直接碰触DEMO板VIN端，采集输入电压、输出电压和电源线电流波形，输入电容1uf 铝电解电容，输入端不串电阻测试波形如下图所示。

4，综合上述实验可以确认：贴片MLCC电容一般都具有较低的ESR和ESL，当其被应用于LDO输入端时，在输入电源瞬间触碰LDO输入时，由于该类型电容的ESR与ESL较小，该类型电容中C电容部分在无电荷时可被看成短路状态，C电容器会从电源端尽可能的抽取最大的电流，从而导致电源线上和C电容器上的电流非常大，由于电源线上也存在ESL，所以电源线ESL和C电容器就组成了LC震荡器，在C电容上就会出现一个很高的脉冲电压，不同的电源线对应着不同的ESL，电源线上ESL的不同也会导致C电容器上脉冲电压的不同。而电解电容具有较高的ESR和ESL，可以有效限制输入电源端的电流，从而减小输入端浪涌电压。当输入端使用贴片MLCC电容时可在输入端串联电阻以减小输入端浪涌电压，用该方法可以替代输入铝电解电容。