獨(dú)家解析X5R和X7R電容在LED電源上如何應(yīng)用
多層片式陶瓷電容器俗稱MLCC，穎特新網(wǎng)對MLCC特性分類做了一個(gè)總結(jié)分享。MLCC根據(jù)材料分為Class1和Class2兩類。Class 1是溫度補(bǔ)償型，Class 2是溫度穩(wěn)定型和普通應(yīng)用的。
眾所周知，Class 1電容通常是由鈦酸鋇不占主要部分的鈦酸鹽混合物構(gòu)成。他們有可預(yù)見的溫度系數(shù)，通常沒有老化特性。因此他們是可用的最穩(wěn)定的電容。
Class 2電容通常也是有鈦酸鋇化合物組成。它有很大的電容量和溫度穩(wěn)定性。最常用的Class 2電容電解質(zhì)是X5R和X7R。在溫度范圍內(nèi)，X5R和X7R能提供僅有±15%容值變化量。適合應(yīng)用在溫度范圍寬，電容量要求穩(wěn)定的場合。
圖1：X7R電容溫度曲線
穎特新網(wǎng)通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，LED電源目前在全世界普及率非常高，并且和白熾燈比起來，比率越來越大。功率從0.4w-300w之間。家用照明主要集中在15w以下，大部分商業(yè)照明也在15w以下。隨著人們對美觀的追求，LED電源體積也越來越。ㄒ姼綀D2），所以LED電源芯片集成度越來越高。因此外圍MLCC使用量較小。目前15w以下LED電源對MLCC的需求主要集中在Vcc、MULT、COMP、RC吸收及旁路和去耦電容。
圖2：LED電源的小型化
同時(shí)穎特新網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，隨著IC集成度越來越高（比如集成MOS），因?yàn)轶w積要求，IC基本上都是貼片SOP-8封裝。而LED本身就是巨大的發(fā)熱源，導(dǎo)致LED電源環(huán)境溫度很高，而芯片高集成度也使得IC作為發(fā)熱源本身溫度也很高，有的甚至達(dá)到110°，溫升達(dá)85°。
LED電源一般空間狹小，散熱條件差，穎特新網(wǎng)也在思考如何保證LED電源質(zhì)量和壽命？研究發(fā)現(xiàn)從設(shè)計(jì)前就開端思忖，從而避免LED電源很快失效，可以說LED電源壽命是制約著LED發(fā)展的關(guān)鍵。這是一下需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)和考慮的綜合問題。LED電源壽命外圍因素主要是工作環(huán)境溫度，電網(wǎng)穩(wěn)定性、開關(guān)次數(shù)。內(nèi)在因數(shù)主要是電流保護(hù)電阻，電解電容和MLCC電容的選擇。
Class 1電容由于容值一般很小，精度高并且成本高，所以LED電源上需求較少，LED電源上主要是Class 2的X5R和X7R電容。LED電源中MULT和COMP電容主要是芯片內(nèi)部運(yùn)放的反向輸入端和補(bǔ)償輸出端之間需要接阻抗，結(jié)成負(fù)反饋形式，和旁路電容共同控制電源環(huán)路的穩(wěn)定性。因此這類電容的穩(wěn)定性就從本質(zhì)上決定了電源品質(zhì)。往往這類電容需要靠近芯片放置才能確保芯片工作的穩(wěn)定性。但LED電源高溫特性及體積小，并且IC集成MOS本身就是發(fā)熱源，所以環(huán)境溫度非常高。通過PCB把熱量傳到電容，導(dǎo)致電容溫度很高，有的可達(dá)90°。X5R溫度范圍-55°--85°，而X7R溫度范圍-55°--125°（溫度曲線見附圖1）并且隨時(shí)間變化大約每10年變化1%△C。因此考慮LED電源品質(zhì)，MULT、COMP和旁路電容等需靠近芯片放置的電容應(yīng)選用X7R的電容，其他則可選用X5R。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2024-07-04
