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CCT|将电解电容器更换为MLCC的指南
电子设备中使用有多个电容器。铝电解电容器与钽电解电容器等常用于需要大静电容量的用途中,但其存在难以实现小型低背形状,且波纹电流导致的自己发热温度较高等问题。
但近年来,随着MLCC电容值的不断增加,使用于电源电路等的各种电解电容器更换为MLCC成为了可能。
通过更换为MLCC,其小型低背形状能够节省空间,同时还有抑制波纹、提高可靠性、长寿命化等各种优点。但MLCC的ESR(等效串联电阻)较小的特点却起到了反效果,由于会产生异常振动以及反共振的情况,因此在更换时需要格外注意。
1、为何现在要将电解电容器更换为MLCC
随着技术的进步,数10~100μF以上的大容量MLCC实现产品化,从而可用其更换电解电容器。
电解电容器的寿命为10年,但几乎没有任何要素会缩短MLCC的寿命。
2、降压型DC-DC转换器的更换
输出电容器中电解电容器也不断被更换为MLCC
3、去耦电容器(旁路电容)的更换
使用模拟电路等更换去耦电容器的情况越来越多。
CCT|更换为MLCC的事例去耦电容器(旁路电容)
1、去耦电容器(旁路电容)的更换
以往在模拟电路中,电解电容器与MLCC(积层贴片陶瓷片式电容器))会用于去耦而进行并联,但大容量MLCC实现产品化后,将电解电容器更换为MLCC的情况越来越多。
尤其由于铝电解电容器的ESR较大,因此降低阻抗需要较大的容量。但MLCC拥有低ESR的特点,因此无需像铝电解电容器一样大的容量。同时,MLCC由于其小型低背的形状,在更换后可使电路线路板节省空间,同时还拥有长寿命,可靠性优异等优点。
注:去耦电容器
IC的电源线中并联连接有电容器。这是因为电源线中存在电路图中无法标识的阻抗,它会使电源电压发生变动,使电路错误工作或在电路间引起干扰。
因此将电容器进行并联,在通过其充放电抑制电压变动的同时,利用使交流通过的电容器的性质将噪音旁通至地线层侧。这就称为去耦电容器(又被称为旁路电容)。
去耦用途中,在低频率到高频率的大范围频率频带,呈现低阻抗的电容器较为理想,但在现实中,电容器阻抗-频率特性呈V型曲线。
位于V字谷底位置的频率称为自我共振频率(SRF),起到电容器作用的是自我共振频率以下的部分。因此,在去耦用途中,一般通过并联特性不同的电容器来覆盖大范围频率频带。
2、将DC-DC转换器中的电解电容器更换为MLCC的优点
问题:将MLCC用作去耦电容器时可能产生的反共振是怎样的现象?
MLCC拥有低ESR的特点,但在去耦用途中,这个特点也会成为弊端。例如,将多个MLCC进行并联,对通过大电流、低电压驱动的IC进行去耦。电容器作为电容器发挥作用的是SRF(自我共振频率)以下的频率频带,SRF以上则起到了电感器的作用。
因此,若2个MLCC的SRF(自我共振频率)接近,则会形成电感器与电容器的LC并联谐振电路,从而容易发生振动。这就是反共振现象。
反共振会产生强烈的阻抗极值,在该频率中噪音除去效果将会减弱,电源电压不稳,同时会产生电路错误工作。
(CCT) 宸远科技 陶瓷贴片电容规格:
英制:0805 1206 1210 1808 1812 1825 2220 2225 2211(上下英公规格相对应)
公制:2012 3216 3225 4520 4532 4563 5750 5763 5728(上下英公规格相对应)
低压:6.3V、10V、16V、25V、35V、45V、50V、63V、
中压:100V、150V、200V、250V、400V、450V、500V、630V
高压:1KV、1.5KV、2KV、2.5KV、3KV、5KV
容值:1PF(皮法)—220UF(微法)
材质:NPO(COG)、X7R、X5R、Y5V
精度:±5%(J档)±10%(K档)±20%(M档)
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