原创 输入侧／输出侧的电解电容计算

我们一般按照在输入电压下，输出的情况下，要求电解电容上的纹波电压低于多少个百分点来计算。当然，如果有保持时间的要求，那么需要按照保持时间的要求重新计算，二者之中，取大的值。

假如在输入电压下，电源的输入功率为Pin，输入交流电压有效值为Vinacmin，那么我们一般认为此时整流后的直流电压为Vinmin=1.2×Vinacmin，由于在交流两次充电周期间，对后面变换器的供电都是由电容储能来保证的，那么电压跌落是可以计算出来的：

C×ΔV=I×Δt，

ΔV是电压纹波，一般取Vinmin的10%～20%，I是电容对后面电路的放电电流=Pin/Vinmin

而Δt则是两次充电的时间间隔（就是一个工频周期内电容的放电时间），可以按照0.8×1/(2×fac)来考虑，说白了，就是交流整流后的半正弦周期中，80%的时间是靠电解电容储能来供应给后面的变换器的。

那么由此我们就可以计算出输入端的交流整流后滤波电解电容容量了。

输出侧的电解电容计算

输出侧的电解电容。输出端的电解电容工作在高频下，纹波电流对其影响很大，我们一般按照纹波电流的限制条件来计算输出侧的电解电容。

电解电容上的纹波电流有效值与次级整流二极管的电流有效值以及输出电流的关系为：

电解电容的生产厂家通常会给出电解电容在某个频率下，某个温度时的额定纹波电流IRCrms。但实际使用过程中，我们需要考虑温度效应与频率效应。实际电容可以使用的纹波电流为IRCrms×温度系数×频率系数。不同的厂商，提供温度系数和频率系数参考点可能不同，要注意换算。如果厂商没有提供，那么下面的数值可以供参考：

温度系数：

105℃：1
85℃：1.7
65℃：2.1

频率系数：

100KHz：1
10KHz：0.9
1KHz：0.8
120Hz：0.5
50Hz：0.32

单个电解如果纹波电流不够，可以用多个并联使用。另外，多个并联使用也有助于降低输出电压纹波。

实际终电解电容的选择是否合适，除了要保证足够的电压裕量。更主要的就是电解电容的温度和温升。电解电容的温度每升高10度，那么寿命减半。所以电解电容的工作温度，将受到电源设计寿命的限制。

另一方面，由于电容的温升可能是外来的热量造成的，也可能是自身的损耗造成的。所以，我们这里还有一个限制条件，就是，自温升<5℃。

存储容量增加、访问速度提高，适用于通信、消费和计算系统应用，包括智能手机、笔记本电脑、SD/MicroSD 读卡器、无线接入点。支持最快 SD 卡接口的时钟频率要求为 SD 3.0 SDR104。

NXS0506UP 适用于符合 3.0 标准储存卡的仅有的电平转换器，内置 ESD/EMI 保护。此器件可在高达 208 MHz 的时钟频率和高达 104 Mbps 的数据速率下运行。NXS0506 是业界最小的 SD 3.0 卡电平转换器，可支持超高速 SDR104 模式，帮助消费者安全体验 SD 3.0 存储卡解决方案所提供的更快数据速率。

唯样商城代理品牌Nexperia（安世半导体）的最新电平转换器是市场上支持新标准的首款器件，便于系统设计者抢先一步开发出具有更大存储空间、可更快访问多媒体内容（比如音乐、视频和图片等）的便携式应用。

NXS0506 采用非常小的晶圆级芯片尺寸封装（16引脚 0.35 mm 间距），节省了 PCB 空间。此设计架构将外部器件数量降到了零。不仅简化了设计，并且降低了手机、平板电脑、相机、机顶盒和游戏手柄等消费电子产品的总成本。

应用

▶ 手机、平板电脑、笔记本电脑

▶ 数码相机

▶ 机顶盒

▶ 游戏手柄

▶ SD/MicroSD读卡器

▶ 5G - 毫微微蜂窝式基站

▶ 通信系统

▶ 汽车驾驶员监控系统、导航系统

▶ 物联网

▶ 医疗系统

特性

▶ 可提供双向电压转换，无需方向引脚（自动方向检测）

▶ 1.2 V至1.8 V主机侧接口电压支持

▶ 支持高达208 MHz的时钟频率

▶ 电压转换符合SD 3.0规范，支持SDR104、SDR50、DDR50、SDR25、SDR12高速和默认速度模式

▶ 低功耗

▶ 集成8 kV ESD保护，符合IEC 61000-4-2卡端4级标准

▶ 5 V容差I/O端口，支持混合模式信号操作

▶ 数据通道和CMD通道易于交换，不会影响NXS0506的功能

▶ 通道间偏移200 ps

优势

▶ 可提供最快的SD卡接口

▶ 支持最新的SD卡级别

▶ 符合IEC61000-4-2卡端4级标准

▶ 集成8 kV ESD保护，符合IEC 61000-4-2卡端4级标准

▶ 支持快速数据传输

▶ 内置上拉电阻和下拉电阻降低了BOM成本

▶ 集成EMI滤波器可抑制数字I/O的更高谐波

▶ 电平转换缓冲区使主机不受ESD应力影响

▶ 可直接连接到最新的主机CPU/SOC ASICS

双向电平转换器可在主机和存储卡的 I/O 口电源电平之间转换数据。自动方向检测电路可确定命令和数据信号是从存储卡传输到主机（卡读取模式）还是从主机传输到存储卡（卡写入模式）。NXS0506 在 SD 3.0 标准规范中指定的信号电平支持多种时钟频率和数据传输速率。

NXS0506 具有自动启用功能。如果存储卡端的电源电压（VCCB）升至 1.5 V 以上，电平转换器逻辑器件将自动启用。一旦 VCCB 降低至 0.65 V 以下，存储卡端驱动器和电平转换器逻辑器件将被禁用。此器件可对除 CLK 外的所有数据通道进行自动校正控制。

对于这些引脚，方向控制逻辑器件检测数据流的方向，并相应地控制输出驱动器。主机接口无需指示数据流方向，无需方向引脚即可实现双向电压转换。

时钟始终从主机传输到存储卡端，时序关键读取模式下的数据来自存储卡。电压转换器和PCB（印刷电路板）线路会带来些许延迟。从存储卡读回数据的时序余量减小，特别是在更高数据速率时。为补偿延迟，引入了反馈路径。

NXS0506 中的所有输入/输出驱动级都配备了 EMI 滤波器，以减 少对敏感移动通信的干扰。此器件在所有存储卡引脚上都配有稳健的 ESD 保护。NXS0506 架构可以防止主机受到应力，并将所有应力释放到电源接地。