【一文詳解】LED驅(qū)動基本器件介紹—電阻和電容

    LED驅(qū)動電源通常會使用到電阻，電容，電感，變壓器，二級管，橋堆，IC，保險絲，光偶（依IC架構(gòu)而定）。接下來，就一一來介紹在LED驅(qū)動中用到的這些器件。

    電阻

    電阻是最常見的電子器件，它的應(yīng)用也非常廣泛。基本上可以說凡是有電路存在的地方就需要電阻。在 LED 驅(qū)動中最常用的有兩類電阻，貼片電阻和插件電阻。貼片電阻主要的參數(shù)是封裝尺寸，貼片封裝尺寸大小基本上也決定了貼片電阻所能承受的功率大小。插件電阻主要有碳膜電阻、金屬膜電阻等，使用插件電阻的時候要注意選用所能承受的功率大小。

    貼片電阻：LED驅(qū)動中常用的貼片電阻封裝（inch列）有 1206/0805/0603。 1206 通常有 1/4 和 1/2 瓦。貼片電阻的阻值一般會標(biāo)在貼片電阻上，通常用 3~4 位數(shù)來表示。這串?dāng)?shù)字的最后一個數(shù)字代表“0”的個數(shù)，其余的數(shù)字代表具體數(shù)值。例如 105，表示 10*105 就是 1M ohm； 如果電阻值小于 0 ohm，那么通常會以 0Rxx來表示，例如 0R13，就是 0.13ohm。

    插件電阻：插件電阻從構(gòu)成的材質(zhì)上來說有金屬膜電阻和碳膜電阻、水泥電阻、繞線電阻組成。金屬膜電阻比碳膜電阻的主要優(yōu)點在于電阻的精度高，溫度穩(wěn)定性好。我們通常可以通過插件電阻上的色環(huán)來辨別阻值和精度。在什么情況下，選用什么類型的電阻，主要考慮以下幾個因素：功率、精度、溫度系數(shù)、使用環(huán)境溫度、工作電壓。

    色環(huán)電阻阻值判讀如下圖，現(xiàn)在網(wǎng)上還有軟件可供下載來判讀插件電阻阻值。除了圖中 5 色環(huán)的插件電阻外，還有 4 色環(huán)。方法和 5 色環(huán)類似，最后一個色環(huán)是精度，倒數(shù)第二位是“0”個數(shù)，其他相同含義。

基本公式： U=I*R

    電容

    LED 驅(qū)動中常用的電容類型有 4 大類，貼片電容，電解電容，安規(guī)電容，薄膜電容。

    貼片電容大多數(shù)用于 EMI 和吸收回路中，電解電容常用于輸入和輸出電路中用于能量存儲和濾波，以及 IC 供電等，安規(guī)電容主要有 X 電容，Y 電容。用于 EMI 和 EMC（電磁兼容）控制。

圖：貼片電容

圖：安規(guī)電容—X電容

圖：安規(guī)電容—Y電容

圖：薄膜電容

圖：電解電容-引腳型

圖：電解電容-貼片型

    貼片電容的外觀和貼片電阻類似，尺寸也基本相同。貼片電容的數(shù)值以 3 位數(shù)來表示，前面兩位表示有效數(shù)值，最后一位表示 10 的 N 次方，單位是 PF（皮法）。比如一款貼片電容標(biāo)稱是 102，那么就是代表 10*102=1000PF。除了容量之外，同樣有精度的表示，J 代表+/-5%，K 代表+/-10% 這兩種是常用的精度范圍。貼片電容同樣有耐壓的要求。下圖是在選用貼片電容時，需要考慮的參數(shù)：

    Dielectric 這一列是代表貼片電容的溫度特性。一般在 LED 驅(qū)動用 X7R 就夠用了。X7R 系列貼片電容，當(dāng)溫度在 -55℃ 到 125℃ 變化時其容量變化為 15%，需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的。

    貼片電容的結(jié)構(gòu)圖，由于貼片電容的內(nèi)部是由多層電極交錯構(gòu)成因此又稱為MLCC。

    電解電容

    電解電容相對于貼片電容來說，容量更大能存儲的電荷量多。電解電容實際上是平板電容器的一種變形。它在一個密封的容器中注入電解液，同時將正負(fù)電極焊在可卷曲的電鍍薄膜上，正負(fù)極薄膜間還有隔膜構(gòu)成一個電解電容。如下圖：

    電解電容品質(zhì)的好壞主要取決于電解液、薄膜以及電鍍層的厚度、封裝可靠性。在電路中選擇一個合適的電解電容主要有以下幾個重要參數(shù)： 容量、耐壓值（工作點電壓）、工作溫度、壽命、ESR（等效電阻）、最大紋波電流。

    以下是一個電解電容的規(guī)格范例：

    安規(guī)電容

    安規(guī)電容又分為 X 電容和 Y 電容兩大類。X 電容一般用在市電的輸入端，跨接在輸入L-N線之間。容量一般是uF級。X電容又一定抑制差模干擾信號作用（這個話題很大，這里就不展開）。Y電容是指跨接在L-G；N-G之間的，容量一般是nF級，Y電容又抑制共模干擾信號作用。

    X電容底下又分為X1, X2, X3，主要差別在于：

    1、X1耐高壓大于2.5 kV, 小于等于4 kV

    2、X2耐高壓小于等于2.5 kV

    3、X3耐高壓小于等于1.2 kV

    Y電容底下又分為Y1, Y2, Y3，Y4, 主要差別在于：

    1、Y1耐高壓大于8 kV

    2、Y2耐高壓大于5 kV

    3、Y3耐高壓 n/a

    4、Y4耐高壓大于2.5 kV

    薄膜電容

    薄膜電容器是以金屬箔當(dāng)電極。將金屬箔和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，從兩端重疊后，卷繞成圓筒狀的構(gòu)造之電容器。而依塑料薄膜的種類又被分別稱為聚乙酯電容（又稱Mylar電容），聚丙烯電容（又稱PP電容），聚苯乙烯電容（又稱PS電容）和聚碳酸電容。

    通常的薄膜電容器的制法：將鋁等金屬箔當(dāng)成電極和塑料薄膜重疊后卷繞在一起制成。但是另外薄膜電容器又有一種制造法，叫做金屬化薄膜(Metallized Film)，其制法是在塑料薄膜上以真空蒸鍍上一層很薄的金屬以做為電極。如此可以省去電極箔的厚度，縮小電容器單位容量的體積，所以薄膜電容器較容易做成小型，容量大的電容器。

    例如常見的 MKP 電容，就是金屬化聚丙烯膜電容器(Metailized Polypropylene Film Capacitor)的代稱，而 MKT 則是金屬化聚乙酯電容(Metailized Polyester)的代稱。

    金屬化膜電容的最大優(yōu)點是“自愈”特性。所謂自愈特性就是假如薄膜介質(zhì)由于在某點存在缺陷以及在過電壓作用下出現(xiàn)擊穿短路，而擊穿點的金屬化層可在電弧作用下瞬間熔化蒸發(fā)而形成一個很小的無金屬區(qū)，使電容的兩個極片重新相互絕緣而仍能繼續(xù)工作，因此極大提高了電容器工作的可靠性。

責(zé)編：小瀞