在MLCC(貼片多層陶瓷電容)嚴(yán)重缺貨的今天,尋遍大半世界找不著一顆料,是頗令采購抓狂的事情。眼見這股缺貨潮越演越烈,而你卻無力抵抗?唯樣商城為你整理了這篇替代指南,希望能夠幫到你。
當(dāng)你讀到這篇文章時(shí),正是MLCC持續(xù)缺貨的2018年。你要么可能正在發(fā)愁:下單采購的MLCC幾時(shí)才能出貨?要么已經(jīng)對(duì)你滿意的分銷商給出的交貨期爆了粗口。沒錯(cuò),MLCC行業(yè)正在經(jīng)歷的產(chǎn)能危機(jī),盡管MLCC制造商們正在新增產(chǎn)能,但還需要較長(zhǎng)時(shí)間,市場(chǎng)的短缺才會(huì)得到緩解,因此,“正在投產(chǎn)”并不能給那些處理斷線問題的工程師,以及那些不得不去討料、借料甚至偷零件的供應(yīng)鏈經(jīng)理帶來絲毫安慰。
這個(gè)時(shí)機(jī)恰好促使研發(fā)和器件工程師們?nèi)ヌ綄げ槐刈龃笠?guī)模重新設(shè)計(jì)的替代方案。KEMET(基美電子)的KO-CAP(聚合物鉭電容)正是Mr. RIGHT。只要條件允許,它就能夠讓你的問題迎刃而解。
KO-CAP(聚合物鉭電容)入門指南
我們先來了解一下KO-CAP 。它是KEMET生產(chǎn)的聚合物鉭電容。和其它類別的鉭電容(比如黃色的二氧化錳鉭電容, 密封包裝的液態(tài)鉭電容)一樣,它的介質(zhì)層(五氧化二鉭)是生成在由鉭粉顆粒燒結(jié)而成的金屬塊上,同時(shí)以一層導(dǎo)電聚合物作為負(fù)覆蓋在介質(zhì)層表面。這種導(dǎo)電聚合物的優(yōu)點(diǎn)之一就是使得電容的ESR(等效串聯(lián)電阻)比傳統(tǒng)的鉭電容低得多 (5～20mohms vs 200~2000 mohms)。
從MLCC到KO-CAP
決定放棄MLCC,改用KO-CAP,正如設(shè)計(jì)中的其他任何問題一樣,都需要考慮到各種因素,并權(quán)衡利弊。替換零件必須考慮到很多關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),比如:容值、電壓、ESR(等效串聯(lián)電阻)、頻率、漏電流、尺寸和應(yīng)用環(huán)境條件。
下面的流程圖將告訴你哪些參數(shù)的哪些合適范圍內(nèi)可以考慮用聚合物鉭電容來替換陶瓷電容。
容值
與相似尺寸或同尺寸的陶瓷電容相比,一般KO-CAP的容值會(huì)更大一些,且容值不會(huì)在加上直流偏壓以后下降。KO-CAP的容值小也在680nF (0.68uf) 以上。如果你的總電容量 (若干顆并聯(lián),且考慮X7R/X5R/X6S 等二類陶瓷電容的直流偏壓特性)小于這個(gè)值,選用KO-CAP并不合適。單單就容值角度出發(fā),用1～2顆聚合物電容替換一組由若干MLCC并聯(lián)而成的MLCC bank是非常值得考慮的。
電壓
KEMET的聚合物鉭電容的額定電壓不超過75V, 故若你的電路中實(shí)際的工作電壓超過了50V, 就不用考慮用其來替換MLCC了。包括聚合物鉭電容在內(nèi),鉭電容門類的介質(zhì)層都是非常的薄,一般也就在20nm左右(d), 若此薄的介質(zhì)層使得它們可以有比較大的容值 (C=K*A/d)的同時(shí),也決定了它們的電壓不會(huì)太高。額定電壓35V 以上的聚合物鉭電容就會(huì)被歸類成“高壓”。同時(shí)聚合物鉭電容推薦10% 的電壓降額。
ESR(等效串聯(lián)電阻)
一般而言,陶瓷電容的ESR比等同 (同尺寸、容值、電壓)的KO-CAP要低。這并不是說沒有超低ESR 的聚合物鉭電容,部分KO-CAP的ESR甚至低至8mΩ。通常情況下,我們會(huì)以10mOhms為界,若您需要的ESR 小于10mohms, 選擇KO-CAP替換MLCC 就可能不太合適了(從成本角度方面考慮)。
頻率
關(guān)于聚合物鉭電容的頻率特性,自諧頻率是一個(gè)需要注意的參數(shù)(大致在1MHz),通常建議電容在自諧頻點(diǎn)以下,當(dāng)然也并非總是如此。如果你的電源管理IC開關(guān)頻率超過了1MHZ,用聚合物鉭電容替換MLCC 也就不是太合適了。
反向偏置電壓
聚合物鉭電容是性元器件,因此,它們一般不能承受反向電壓 （KEMET 建議不超過額定電壓的15%)。如果在電路板上所處的位置需要加載比較大的反向電壓,那就不太合適選擇KO-CAP了。
用KO-CAP替代MLCC的結(jié)論
一對(duì)一的同尺寸替換是直截了當(dāng)?shù)?但是用一顆KO-CAP替換掉由若干顆MLCC組成的MLCC bank, 是一個(gè)可以產(chǎn)生更大價(jià)值、更高一個(gè)層次方案。有時(shí)候某個(gè)替代方案不一定行得通,但在如今的缺貨危機(jī)中,通過其他途徑找到解決方案會(huì)讓你項(xiàng)目組的成員對(duì)你刮目相看。
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