贴片电容的选型及优点和注意事项

发布时间:2019-06-26 丨 阅读次数:

更换降压型DC-DC转换器中的输出电容器为MLCC

作为POL转换器等电子设备中较为常用的降压型小型DC-DC转换器的基本电路。 转换器的主要电路得到IC化，并通过印刷线路板外接电容器及电感器（也有内置产品） 位于IC前段的电容器称为输入电容器（Cin）、位于后段的电容器称为输出电容器（Cout）。DC-DC转换器的输出电容器通过积蓄电荷使输出电压平滑化，同时起到将交流的波纹成分释放至地线层侧，并将其除去的作用。

降压型DC-DC转换器中的输出电容器特性比较

由于MLCC的ESR较低，因此波纹电压较小，自己发热较少。

根据前述条件，对静電容量为22μF的普通铝电解电容器、钽电解电容器、功能性高分子铝电解电容器以及MLCC分别比较了输出电流与输出电压。

ESR以及引起自己发热的波纹电压从大到小的顺序为：普通铝电解电容器＞钽电解电容器＞功能性高分子铝电解电容器＞MLCC。

功能性高分子铝电解电容器是将导电性聚合物作为电解质实现低ESR的产品，与普通铝电解电容器相比，波纹电压显著变小，但其形状较大，价格也较高。

各电容器的阻抗-频率特性、ESR-频率特性如下所示。

ESR越小的电容器，能够将波纹电压抑制到更小。如下述图表所示，MLCC的特点在于ESR极小，仅为数mmΩ左右。因此，使用MLCC更换电解电容器将能够发挥极佳的表现。

贴片电容优点：抑制波纹、高可靠性、长寿命化

ESR较高的电解电容器会因波纹电流导致自己发热，从而缩短寿命。

MLCC的ESR比电解电容器降低量达到两位数，在实现长寿命的同时提高了可靠性。

贴片电容使用注意事项：

高介电常数系列请注意施加电压造成的容量变化

即使是优异的电容器MLCC也有弱点。MLCC会因施加的电压不同而导致静电容量发生变化。施加的是直流电压时称为DC偏压特性(直流电压特性)。静电容量的变化(DC偏压相依)在低介电常数系列(种类1)中几乎不会出现，而会在高介电常数系列(种类2) 的陶瓷电容器中出现。

其原因在于，高介电常数系列使用的是自发极化的强电介质(BaTiO3等)。因此，施加直流电压进行使用时，请在选择时考虑电介质的特性、使用电压及耐压等因素。同时，电容器尺寸越小，静电容量的减少量则会越大。在选择容量是，也需要考虑DC偏压特性。

※高介电常数系列的MLCC存在通过温度变化与施加直流电压会使静电容量下降的弱点(温度特性、DC偏压特性)。同时，由于其拥有极低的ESR，因此反而会造成异常振动以及反共振的问题，因此在更换时需要注意。

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