【一文详解】LED驱动基本器件介绍—电阻和电容

    LED驱动电源通常会使用到电阻，电容，电感，变压器，二级管，桥堆，IC，保险丝，光偶（依IC架构而定）。接下来，就一一来介绍在LED驱动中用到的这些器件。

    电阻

    电阻是最常见的电子器件，它的应用也非常广泛。基本上可以说凡是有电路存在的地方就需要电阻。在 LED 驱动中最常用的有两类电阻，贴片电阻和插件电阻。贴片电阻主要的参数是封装尺寸，贴片封装尺寸大小基本上也决定了贴片电阻所能承受的功率大小。插件电阻主要有碳膜电阻、金属膜电阻等，使用插件电阻的时候要注意选用所能承受的功率大小。

    贴片电阻：LED驱动中常用的贴片电阻封装（inch列）有 1206/0805/0603。 1206 通常有 1/4 和 1/2 瓦。贴片电阻的阻值一般会标在贴片电阻上，通常用 3~4 位数来表示。这串数字的最后一个数字代表“0”的个数，其余的数字代表具体数值。例如 105，表示 10*105 就是 1M ohm； 如果电阻值小于 0 ohm，那么通常会以 0Rxx来表示，例如 0R13，就是 0.13ohm。

    插件电阻：插件电阻从构成的材质上来说有金属膜电阻和碳膜电阻、水泥电阻、绕线电阻组成。金属膜电阻比碳膜电阻的主要优点在于电阻的精度高，温度稳定性好。我们通常可以通过插件电阻上的色环来辨别阻值和精度。在什么情况下，选用什么类型的电阻，主要考虑以下几个因素：功率、精度、温度系数、使用环境温度、工作电压。

    色环电阻阻值判读如下图，现在网上还有软件可供下载来判读插件电阻阻值。除了图中 5 色环的插件电阻外，还有 4 色环。方法和 5 色环类似，最后一个色环是精度，倒数第二位是“0”个数，其他相同含义。

基本公式： U=I*R

    电容

    LED 驱动中常用的电容类型有 4 大类，贴片电容，电解电容，安规电容，薄膜电容。

    贴片电容大多数用于 EMI 和吸收回路中，电解电容常用于输入和输出电路中用于能量存储和滤波，以及 IC 供电等，安规电容主要有 X 电容，Y 电容。用于 EMI 和 EMC（电磁兼容）控制。

图：贴片电容

图：安规电容—X电容

图：安规电容—Y电容

图：薄膜电容

图：电解电容-引脚型

图：电解电容-贴片型

    贴片电容的外观和贴片电阻类似，尺寸也基本相同。贴片电容的数值以 3 位数来表示，前面两位表示有效数值，最后一位表示 10 的 N 次方，单位是 PF（皮法）。比如一款贴片电容标称是 102，那么就是代表 10*102=1000PF。除了容量之外，同样有精度的表示，J 代表+/-5%，K 代表+/-10% 这两种是常用的精度范围。贴片电容同样有耐压的要求。下图是在选用贴片电容时，需要考虑的参数：

    Dielectric 这一列是代表贴片电容的温度特性。一般在 LED 驱动用 X7R 就够用了。X7R 系列贴片电容，当温度在 -55℃ 到 125℃ 变化时其容量变化为 15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

    贴片电容的结构图，由于贴片电容的内部是由多层电极交错构成因此又称为MLCC。

    电解电容

    电解电容相对于贴片电容来说，容量更大能存储的电荷量多。电解电容实际上是平板电容器的一种变形。它在一个密封的容器中注入电解液，同时将正负电极焊在可卷曲的电镀薄膜上，正负极薄膜间还有隔膜构成一个电解电容。如下图：

    电解电容品质的好坏主要取决于电解液、薄膜以及电镀层的厚度、封装可靠性。在电路中选择一个合适的电解电容主要有以下几个重要参数： 容量、耐压值（工作点电压）、工作温度、寿命、ESR（等效电阻）、最大纹波电流。

    以下是一个电解电容的规格范例：

    安规电容

    安规电容又分为 X 电容和 Y 电容两大类。X 电容一般用在市电的输入端，跨接在输入L-N线之间。容量一般是uF级。X电容又一定抑制差模干扰信号作用（这个话题很大，这里就不展开）。Y电容是指跨接在L-G；N-G之间的，容量一般是nF级，Y电容又抑制共模干扰信号作用。

    X电容底下又分为X1, X2, X3，主要差別在于：

    1、X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV

    2、X2耐高压小于等于2.5 kV

    3、X3耐高压小于等于1.2 kV

    Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3，Y4, 主要差別在于：

    1、Y1耐高压大于8 kV

    2、Y2耐高压大于5 kV

    3、Y3耐高压 n/a

    4、Y4耐高压大于2.5 kV

    薄膜电容

    薄膜电容器是以金属箔当电极。将金属箔和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容（又称Mylar电容），聚丙烯电容（又称PP电容），聚苯乙烯电容（又称PS电容）和聚碳酸电容。

    通常的薄膜电容器的制法：将铝等金属箔当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕在一起制成。但是另外薄膜电容器又有一种制造法，叫做金属化薄膜(Metallized Film)，其制法是在塑料薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极。如此可以省去电极箔的厚度，缩小电容器单位容量的体积，所以薄膜电容器较容易做成小型，容量大的电容器。

    例如常见的 MKP 电容，就是金属化聚丙烯膜电容器(Metailized Polypropylene Film Capacitor)的代称，而 MKT 则是金属化聚乙酯电容(Metailized Polyester)的代称。

    金属化膜电容的最大优点是“自愈”特性。所谓自愈特性就是假如薄膜介质由于在某点存在缺陷以及在过电压作用下出现击穿短路，而击穿点的金属化层可在电弧作用下瞬间熔化蒸发而形成一个很小的无金属区，使电容的两个极片重新相互绝缘而仍能继续工作，因此极大提高了电容器工作的可靠性。

责编：小瀞