獨家解析X5R和X7R電容在LED電源上如何應用
多層片式陶瓷電容器俗稱MLCC，穎特新網對MLCC特性分類做了一個總結分享。MLCC根據材料分為Class1和Class2兩類。Class 1是溫度補償型，Class 2是溫度穩定型和普通應用的。
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成。他們有可預見的溫度系數，通常沒有老化特性。因此他們是可用的最穩定的電容。
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定性。最常用的Class 2電容電解質是X5R和X7R。在溫度范圍內，X5R和X7R能提供僅有±15%容值變化量。適合應用在溫度范圍寬，電容量要求穩定的場合。
圖1：X7R電容溫度曲線
穎特新網通過調研發現，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電源體積也越來越小（見附圖2），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
同時穎特新網發現，隨著IC集成度越來越高（比如集成MOS），因為體積要求，IC基本上都是貼片SOP-8封裝。而LED本身就是巨大的發熱源，導致LED電源環境溫度很高，而芯片高集成度也使得IC作為發熱源本身溫度也很高，有的甚至達到110°，溫升達85°。
LED電源一般空間狹小，散熱條件差，穎特新網也在思考如何保證LED電源質量和壽命？研究發現從設計前就開端思忖，從而避免LED電源很快失效，可以說LED電源壽命是制約著LED發展的關鍵。這是一下需要系統設計和考慮的綜合問題。LED電源壽命外圍因素主要是工作環境溫度，電網穩定性、開關次數。內在因數主要是電流保護電阻，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電容主要是芯片內部運放的反向輸入端和補償輸出端之間需要接阻抗，結成負反饋形式，和旁路電容共同控制電源環路的穩定性。因此這類電容的穩定性就從本質上決定了電源品質。往往這類電容需要靠近芯片放置才能確保芯片工作的穩定性。但LED電源高溫特性及體積小，并且IC集成MOS本身就是發熱源，所以環境溫度非常高。通過PCB把熱量傳到電容，導致電容溫度很高，有的可達90°。X5R溫度范圍-55°--85°，而X7R溫度范圍-55°--125°（溫度曲線見附圖1）并且隨時間變化大約每10年變化1%△C。因此考慮LED電源品質，MULT、COMP和旁路電容等需靠近芯片放置的電容應選用X7R的電容，其他則可選用X5R。
編輯：admin 最后修改時間：2024-07-04
