陶瓷电容直流偏压特性,电容直流升压

直流偏压电源（MLCC电容的直流偏压特性）

用大电容ESR公式计算DCDC测得的纹波系数？

在设计DCDC电路时，我们经常使用下面的公式来计算纹波输出电压，然后在输出端选择合适的电容。

以下是DCDC规范的详细描述:

陶瓷电容的ESR非常小，可以忽略不计。然后根据输入输出电压，开关频率，目标纹波，就可以计算出电容。

不过不知道你发现没有，测得的电路一般都比计算出来的纹波大，这是为什么呢？这是因为陶瓷电容的ESR实际上不能忽略吗？一般情况下，我们不知道电容的ESR有多大，就让陶瓷电容背黑锅(我以前就是这么干的，汗。。。。)。

那么真的是这样吗？

实际上，陶瓷电容器MLCC具有DC偏置特性:当DC电压施加到电容器上时，电容将减小。

电容器的DC偏置特性

下图显示了村田公司47uF/6.3V电容器的DC偏置特性。

可以看出，当向电容器施加6.3V的DC电压时，电容仅为初始值的大约15%。天啊，这太可怕了。。。。。

真的是这样吗？

实验验证

实验条件:12V至3.3V DCDC，开关频率800Khz DCDC，输出滤波电容型号47uF/6.3V，查询800 khz ESR 2mω。

计算公式:

第一纹波计算值:电容按47uF满容量计算。

ESR =2.7mV引起的纹波

电容引起的纹波=4.5mV

因此，总纹波为:2.7mV+4.5mV = 7.2mV

第二个纹波计算值:根据电容偏置曲线，3.3V时电容约为18.8uF。

ESR =2.7mV引起的纹波

电容引起的纹波=11.3mV

因此，总纹波为2.7mV+11.3mV=14mV。

被测电路板:

电路板的实测纹波为15mV，与第二种方法计算的值非常接近。

因此，MLCC陶瓷电容器确实存在DC偏置特性。

不同容量电容器的DC偏压曲线

为了方便我们的设计，我从村田官网下载了一些常规电容的DC偏置特性曲线，供设计参考。

从图片之间的比较，可以得出这样的结论:

-容量越大，偏置特性越明显，随着电压的增加，容量下降越多。

-同样容量，不同耐压的电容器，在同样电压下，电容下降的差不多(没有高耐压的电容器电容下降的少)

-同样的容量，同样的耐压，大封装电容下降慢。

总结:

MLCC电容器的DC偏置特性是明显的。容量越大，随着电压的升高，容量下降越快，这是设计电路时必须考虑的。