我們?nèi)粘K玫臄?shù)碼設備,大大都都是利用通過AC適配器生成的直流電壓作為輸入電壓,然后通過電源IC來升降電壓。在利用耗電量較高的半導體時,會出格用到100μF以上的滑膩用電容器。另外,跟著半導體的低電壓化和高速化,為了保持其事情不變性,就需要用到低阻抗型的滑膩電容器。因此,村田建造所(以下簡稱“村田”)又進一步擴充了100μF以上的大容量多層陶瓷電容器產(chǎn)物陣容。
本文引用地點:圖1.100μF多層陶瓷電容器(例:3.2x2.5mm尺寸:330μF)
電容器按照其根基布局、質(zhì)料的差異,大抵分為圖2中的幾種。從圖中我們可以看到多層陶瓷電容器固然在靜電容量的溫度依賴性,施加電壓導致有效容量下降(DC偏壓特性)方面略有不敷,但其小型化、高靠得住性、高價值競爭力、低阻抗/低ESR*1/低ESL*2等優(yōu)勢十分顯著。因此在如今小型、大容量的電容器規(guī)模,多層陶瓷電容器已經(jīng)成為主流。但高出100μF的大容量滑膩用電容器,必需具備低阻抗,這些產(chǎn)物今朝的主流卻是導電性聚合物電解電容器。
*1.ESR(Equivalent Series Resistance 等效串聯(lián)電阻):電容器阻抗的實際身分。
*2.ESL(Equivalent Series Inductor 等效串聯(lián)電感):電容器帶有的微小電感身分,諧振頻率以上的頻率規(guī)模的阻抗由ESL支配。
圖2.多層陶瓷電容器的優(yōu)勢/劣勢(出處:村田建造所)
如今, 電解電容廠家,支持多層陶瓷電容器大容量化的技能正在不絕革新,村田電子已經(jīng)能擔保1μm以下介質(zhì)層的高精度疊加1000層以上的不變量產(chǎn)出產(chǎn)技能及薄層化技能,另外,100μF以上的多層陶瓷電容器也正在量產(chǎn)中。
圖3.100μF以上陶瓷電容器(3.2x2.5mm尺寸/330μF)的內(nèi)部布局圖
由于近幾年紀碼設備利用的半導體不絕低電壓化,由DC偏壓特性引起的容量下降的環(huán)境也在不絕淘汰,因此數(shù)碼設備也開始利用100μF以上的多層陶瓷電容器作為滑膩用電容器。
今朝,2.0x1.25mm/X5R/4V/100μF、3.2x1.6mm/X5R/6.3V/100μF、3.2x1.6mm/X5R/4V/220μF這三種規(guī)格的產(chǎn)物已做生意品化。另外,多個項目標100μF以上的多層陶瓷電容器(最大容量:300μF)也已實現(xiàn)商品化。
圖4.100μF以上多層陶瓷電容器的產(chǎn)物陣容(2015年8月)
在村田最新的產(chǎn)物陣容中,既有用于一般消費類市場的X5R型(事情溫度范疇:-55~85℃)產(chǎn)物,又有面向耗電量大、設備內(nèi)部溫度高的應用的X6*型(事情溫度范疇:-55~105℃),另外更大容量產(chǎn)物的開拓也在打算中。
今朝,為了確保數(shù)碼設備利用的低電壓及高速運轉(zhuǎn)的半導體電源線的不變性,需要節(jié)制由紋波電壓及負載變換引起的電壓變換。作為滑膩用電容器,必需要到達100μF以上容量及低阻抗,此前市場的辦理方案主要是利用導電性聚合物電解電容器。村田這次擴充了100μF以上的多層陶瓷電容器產(chǎn)物陣容,可以代替導電性聚合物電解電容器。
固然多層陶瓷電容器的容量比導電性聚合物電解電容器要低,但仍然具有很強的可替代性。這是因為多層陶瓷電容器的阻抗及ESR很低,應對電壓變革回響精采。圖5是代表性的導電性聚合物鉭電解電容器和多層陶瓷電容器的阻抗,ESR-頻率特性。數(shù)碼設備利用的電源IC開關(guān)頻率在100kHz以上,從圖中可以看出,相對付導電性聚合物鉭電解電容器,多層陶瓷點容易不只和它具有溝通容量,并且容量比它低的產(chǎn)物,阻抗和ESR也很低。
另外,在諧振頻率為高頻時,與導電性聚合物鉭電解電容器對比,多層陶瓷電容器的阻抗很是低, 470uf 63v,對高頻靜噪很是有用。
圖5.阻抗/ESR-頻率特性較量
村田利用PC上DDR用電源IC的評估基板舉辦了替換評估,評估電路及評估功效如圖6所示。評估基板利用1.4V直流電壓,初始狀態(tài)下在2處使導電性聚合物鉭電解電容器(7.3x4.3mm尺寸/2.0V/330μF/M毛病)作為滑膩用電容器。然后,利用150μF及200μF(3.2x1.6mm尺寸/6.3V/M毛病)的多層陶瓷電容器替換導電性聚合物鉭電解電容器,對紋波電壓/尖峰電壓、負載變革時的電壓變革舉辦評估。本次評估已事先調(diào)解相位,確保了評估基板的不變性。
圖6.導電性聚合物鉭電解電容器替換評估功效
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