更換降壓型DC-DC轉換器中的輸出電容器為MLCC

 

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

 

降壓型DC-DC轉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電性聚合物作為電解質(zhì)實(shí)現低ESR的產(chǎn)品，與普通鋁電解電容器相比，波紋電壓顯著(zhù)變小，但其形狀較大，價(jià)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，能夠將波紋電壓抑制到更小。如下述圖表所示，MLCC的特點(diǎn)在于ESR極小，僅為數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。

 

 

貼片電容優(yōu)點(diǎn)：抑制波紋、高可靠性、長(cháng)壽命化

 

ESR較高的電解電容器會(huì )因波紋電流導致自己發(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，在實(shí)現長(cháng)壽命的同時(shí)提高了可靠性。

 

 

貼片電容使用注意事項：

 

高介電常數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(diǎn)。MLCC會(huì )因施加的電壓不同而導致靜電容量發(fā)生變化。施加的是直流電壓時(shí)稱(chēng)為DC偏壓特性(直流電壓特性)。靜電容量的變化(DC偏壓相依)在低介電常數系列(種類(lèi)1)中幾乎不會(huì )出現，而會(huì )在高介電常數系列(種類(lèi)2) 的陶瓷電容器中出現。

 

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

 

 

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

 

 

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