用片状多层陶瓷电容器替换 钽电解电容器

xhz21906

  用片状多层陶瓷电容器替换钽电解电容器
' a% P4 c- v; T' J; T 现在将钽电解电容器换成片状多层陶瓷电容器
的事例越来越多。这样做的理由主要有两个。
% d# |8 d# R( Z, W: j& ?; x第一是可靠性问题。钽电解电容器存在发生短路
/ Z5 _% f+ g, {/ G; J6 Y6 b故障时导致冒烟和起火的可能性。出现冒烟和起火现
* O$ k9 g- p7 Y3 r7 @- g$ S7 x象时，对于配备钽电解电容器的电子产品而言是致命
的。
7 F6 f; j! Y4 v9 X0 N  E) m另一个是原材料钽的问题。钽属于稀有金属，其
* G+ f  m4 }. ?% r8 y6 g4 T产地在全世界屈指可数。因此，如果产地出现政治动
! r1 ?& i9 X9 G0 h3 V0 S4 E; d荡等，就会陷入价格暴涨、供给不稳定的局面。只要
8 ?! H3 o" P( h, y+ y原材料是稀有金属，钽电解电容器用户就不可能完全
2 ~( \0 H" {1 W' D' W避免此类风险
而解决这些问题的对策就是用片状多层陶瓷电容
6 Q1 {" F4 r0 |2 R9 h( \4 M器来取代钽电解电容器。片状多层陶瓷电容器发生冒
烟和起火的可能性要远远低于钽电解电容器。另外由
于不使用稀有金属，价格和供给都更加稳定。而且还
有一些钽电解电容器所不具备的优点
其优点主要有两个。一是能削减贴装面积。因为
8 U3 d0 P! r2 e2 A8 M片状多层陶瓷电容器单位体积的静电容量较大。另一
个是用于DC-DC转换器等输出平滑电路时，可降低输
出纹波电压。原因在于片状多层陶瓷电容器的等效串
联电阻（ESR：Equivalent Series Resistance）较低。
如图1所示，使用钽电解电容器时，输出纹波电压为
7 C$ F; R2 r" J4 X& l  ]6 D8 Q) V56mV，而使用片状多层陶瓷电容器时则降到了7mV
6 v1 X6 X* U+ ?9 }: d6 @用于输出平滑用途时需要注意

1 {& T& q* p* o* H　　不过，并不是只要单纯地将钽电解电容器换成片
状多层陶瓷电容器，工作就结束了的。根据用途的不
同，有时还需要注意一些问题。
6 ~- E3 _. a6 \  u! S　　典型事例是用于上面提到的DC-DC转换器等输出
平滑电路时。虽然片状多层陶瓷电容器确实具备因
' C7 d! C+ p+ t/ A' c, ?3 N% jESR比较低而能降低输出纹波电压的优点，但ESR低的
# M+ E" m. [5 I# [

5 q' ^* x3 X6 L( _
7 D' G' J3 j6 v  D: q; q% ^. e图1：替换成片状多层陶瓷电容器可以抑制纹波电压
: o5 V+ k- V, Q$ F7 O0 D$ z将DC-DC转换器的输出电容器由钽电解电容器换成片状多层陶瓷电容器
时的输出电压波形。DC-DC转换器的开关频率为300MHz。钽电解电容器
的容量为100μF。使用3个22μF的片状多层陶瓷电容器产品。替换前的
纹波电压为56mV，更换成片状多层陶瓷电容器后降到了7mV。
8 y* I2 `. q  Y8 n, X' f, `/ C
' x2 `4 Z" R- {' L4 U' J特性有时却是把“双刃剑”。原因是替换为片状多层
8 y& W# b- A' @陶瓷电容器后，DC-DC 转换器反馈环路响应特性的相
" z1 O  D" S% u, \8 C* F位会大幅偏移。最坏的情况会出现 180度偏移，导致
DC-DC转换器的输出异常振荡。这样的话，DC-DC转换
器就无法发挥作用了

3 Z% m' C1 V  y! j
- U0 w/ m: Z/ S9 z6 H& b

wiwiwisju

这样做的理由主要有两个。第一是可靠性问题。钽电解电容器存在发生短路故障时导致冒烟和起火的可能性。出现冒烟和起火现
) l; X6 v. `) L7 Z! t象时，对于配备钽电解电容器的电子产品而言是致命的。