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李韵

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最适合开关电源的电容器与电感:电容器篇总结

－已经就“最适合开关电源的电容器与电感”这一主题，请您对电容器相关知识进行了讲解。另外，不仅从电容器这一个角度，还从与开关电源的关联角度进行了说明。我想这些对从事开关电源设计的工程师来说，是非常有用的信息。
仅电容器就分7次进行了讲解，我想在此简单总结一下。
电容器篇
  • 其1：叠层陶瓷电容器朝更大容量方向发展
  • 其2：不仅要了解电气规格，还要了解包括材料和规格在内的特性
  • 其3：输入电容器选型要着眼于纹波电流、ESR、ESL
  • 其4：输出纹波评估要注意输出电容器的ESL
  • 其5：输出电容器的ESR对负载减少时的输出变动影响大
  • 其6：关于安装的课题　－裂纹－
  • 其7：关于安装的课题　－啸叫－

是的！首先就电容器本身介绍了叠层陶瓷电容器（MLCC）的结构和基本特性，并分输入与输出介绍了使用DC/DC转换器时的着眼点。此外，还谈了有关MLCC安装的两个课题。
－那么能否请您重新再讲一下它们各自的关键要点？
“其1：叠层陶瓷电容器朝更大容量方向发展”中，提到我们公司可以供应470µF的MLCC。可能很多人认为MLCC只有相对小容值的产品系列，我希望大家了解我们的产品阵容拥有可充分支持板上DC/DC转换器设计中所需容量的产品。另外，这个级别的容量可以在以往电解电容器覆盖的范围进行竞争。叠层陶瓷电容器非常低的ESR与ESL、高容值/尺寸比、以及寿命长是关键要点。

－“其2：不仅要了解电气规格，还要了解包括材料和规格在内的特性”中，我们谈了有关MLCC特性方面的课题。
高温特性和DC偏置特性是使用MLCC前必须了解的特性。另外，希望大家掌握等级和规格尺寸不同其特性也不同，DC/DC转换器需要X7R或X6S等级。

“其3：输入电容器选型要着眼于纹波电流、ESR、ESL”中，介绍了将MLCC用作DC/DC转换器的输入电容器时的着眼点。输入电容器承担着较大电流的充放电，因此受ESR与ESL等寄生成分影响而发生纹波和尖峰。此外，还要注意发热。ESR和ESL非常小的叠层陶瓷电容器对解决这些问题比较有效。

－“其4”和“其5”中，介绍了作为输出电容器使用时的注意点等。
通过“其4：输出纹波评估要注意输出电容器的ESL”，我想大家已经很清楚输出纹波与ESR的关系了。当输出中出现接近矩形波的纹波电压时，要知道是受ESL的影响。

“其5：输出电容器的ESR对负载减少时的输出变动影响大”中，介绍了当负载急剧减少时，输出电压依赖于ESR而上升的现象。这是输出纹波评估时需要好好确认的要点。

－“其6”与“其7”中介绍了安装相关的问题。
是“裂纹”与“啸叫”的问题。其中介绍了这两个问题均有已经实施对策的MLCC产品，都是金属框架型的效果较好。另外还介绍了在使用对策品时，有时需要探讨高度和PCB板布局变更。


－能否请您整体总结一下DC/DC转换 器设计中叠层陶瓷电容器的定位？
首先，叠层陶瓷电容器朝更大容量方向发展，从容量角度看，有可以替代导电性高分子材料的电容器的趋势。另外，好像已经提过多次了，ESR和ESL等寄生成分与导电性高分子电容器相比要低很多。这不单纯是ESR和ESL低，而是导电性高分子电容器要将ESR和ESL控制在很低就不得不选择大容量产品，而从ESR与ESL的角度看，MLCC以导电性高分子电容器的1/2～2/3的容量即可替代，这是关键之处。也就是说，无需用相同容量来替代导电性高分子电容器。而且，相对尺寸的容量大，因此可以节省空间。此外，寿命长，便于在严苛环境下使用。
虽然MLCC拥有如此众多的优点，但也存在课题。在采用时需要好好探讨高温特性与C偏置特性、等级和规格尺寸等。关于安装，也已经介绍过有裂纹和啸叫的对策品和对策方法，可以事前列入探讨事项中，一旦发生这类问题可以迅速应对。
最后，作为制造商，我们有此次回说明所用的数据和丰富的经验，因此您如果遇到原因不明的现象等任何困扰，请不要客气，及时和我们联系咨询。
－谢谢您。下次我会就电感请教您，届时还请多多指教。

回帖（1）

Simonnnnn

2019-10-4 18:15:28
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