更換降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器中的輸出電容器為MLCC

 

圖7是作為POL轉(zhuǎn)換器等電子設(shè)備中較為常用的降壓型小型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本電路。 轉(zhuǎn)換器的主要電路得到IC化，并通過印刷線路板外接電容器及電感器（也有內(nèi)置產(chǎn)品） 位于IC前段的電容器稱為輸入電容器（Cin）、位于后段的電容器稱為輸出電容器（Cout）。DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容器通過積蓄電荷使輸出電壓平滑化，同時起到將交流的波紋成分釋放至地線層側(cè)，并將其除去的作用。

 

降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器中的輸出電容器特性比較

 

 

由于MLCC的ESR較低，因此波紋電壓較小，自己發(fā)熱較少。

 

根據(jù)前述條件，對靜電容量為22μF的普通鋁電解電容器、鉭電解電容器、功能性高分子鋁電解電容器以及MLCC分別比較了輸出電流與輸出電壓。

 

ESR以及引起自己發(fā)熱的波紋電壓從大到小的順序為：普通鋁電解電容器＞鉭電解電容器＞功能性高分子鋁電解電容器＞MLCC。

 

功能性高分子鋁電解電容器是將導(dǎo)電性聚合物作為電解質(zhì)實現(xiàn)低ESR的產(chǎn)品，與普通鋁電解電容器相比，波紋電壓顯著變小，但其形狀較大，價格也較高。

 

 

各電容器的阻抗-頻率特性、ESR-頻率特性如下所示。

 

 

ESR越小的電容器，能夠?qū)⒉y電壓抑制到更小。如下述圖表所示，MLCC的特點在于ESR極小，僅為數(shù)mmΩ左右。因此，使用MLCC更換電解電容器將能夠發(fā)揮極佳的表現(xiàn)。

 

 

貼片電容優(yōu)點：抑制波紋、高可靠性、長壽命化

 

ESR較高的電解電容器會因波紋電流導(dǎo)致自己發(fā)熱，從而縮短壽命。

 

MLCC的ESR比電解電容器降低量達到兩位數(shù)，在實現(xiàn)長壽命的同時提高了可靠性。

 

 

貼片電容使用注意事項：

 

高介電常數(shù)系列請注意施加電壓造成的容量變化

 

即使是優(yōu)異的電容器MLCC也有弱點。MLCC會因施加的電壓不同而導(dǎo)致靜電容量發(fā)生變化。施加的是直流電壓時稱為DC偏壓特性(直流電壓特性)。靜電容量的變化(DC偏壓相依)在低介電常數(shù)系列(種類1)中幾乎不會出現(xiàn)，而會在高介電常數(shù)系列(種類2) 的陶瓷電容器中出現(xiàn)。

 

其原因在于，高介電常數(shù)系列使用的是自發(fā)極化的強電介質(zhì)(BaTiO3等)。因此，施加直流電壓進行使用時，請在選擇時考慮電介質(zhì)的特性、使用電壓及耐壓等因素。同時，電容器尺寸越小，靜電容量的減少量則會越大。在選擇容量是，也需要考慮DC偏壓特性。

 

 

※高介電常數(shù)系列的MLCC存在通過溫度變化與施加直流電壓會使靜電容量下降的弱點(溫度特性、DC偏壓特性)。同時，由于其擁有極低的ESR，因此反而會造成異常振動以及反共振的問題，因此在更換時需要注意。

 

 

推薦閱讀：