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深圳市宸遠電子科技有限公司
主營產品： 高壓貼片電容，貼片安規電容，貼片壓敏電阻，貼片高容值電容 |
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更新時間：2016-08-27 14:00:31瀏覽次數：249
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4、將DC-DC轉換器中的電解電容器更換為MLCC的優點
將DC-DC轉換器的輸出電容器從電解電容器更換為MLCC(積層貼片陶瓷片式電容器)不僅能夠抑制波紋，同時還可通過小型低背形狀為電路線路板帶來節省空間、長壽命化以及提高可靠性等多種優點。
1）抑制波紋、高可靠性、長壽命化
ESR較高的電解電容器會因波紋電流導致自己發熱，從而縮短壽命。
MLCC的ESR比電解電容器降低量達到兩位數，在實現長壽命的同時提高了可靠性。
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2）小型化
通過更換為小型低背形狀可使電路線路板更加節省空間。
問題：通過增加電解電容器的容量是否可以抑制波紋電流？
電解電容器的靜電容量增大能一定程度降低ESR。但一般情況下很難通過增加容量實現抑制波紋。這是因為隨著容量增加，時間常數也會相應增加的原因。
電容器的充放電過程等過渡現象的響應速度是以時間常數（τ）的指標進行表示的。在由電阻（R）與電容器（C）構成額RC電路中，時間常數τ＝RC（R的單位為歐姆[Ω]，C為靜電容量，單位為法拉[F]）。時間常數越小，電容器充放電所需時間則越短，而時間常數越大則時間越長。
若使用過大容量的電解電容器，時間常數也會變得*，因此在短時間內反復開關的DC-DC轉換器中，開關OFF的時間內無法完成放電，從而電解電容器中會殘留電荷。結果無法充分降低電壓，電壓波形發生扭曲，從而使輸出不穩定，zui終無法得到良好的抑制波紋的效果（圖14）。
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而在MLCC中，在較廣的頻率頻帶中ESR較低，因此不會產生以上問題，將電解電容器更換為MLCC后，可實現良好的波紋抑制效果。
為何現在要將電解電容器更換為MLCC
1、MLCC的大容量化使其可用于更換電解電容器
隨著作為電子設備主要角色的LSI與IC的高集成化，向其進行供應的電源向低電壓化趨勢發展，同時，隨著多功能化的發展，消費電力隨之增大，且形成大電流化的趨勢。為應對低電壓及大電流化，電子設備的電源開始采用分散電源系統，從中間總線轉換器將多個小型DC-DC轉換器（POL轉換器）配置在LSI及IC等負載附近。
POL轉換器外接有多個電容器。尤其是平滑用輸出電容器中需要很大的靜電容量，因此以往一直使用鋁電解電容器及鉭電解電容器。
但，這些電解電容器難以小型化，因此會阻礙電路向節省空間的方向發展。同時，還存在波紋電流導致自己發熱較大等問題。
多用于電子設備中的MLCC雖然擁有優異特性，但其靜電容量較小，因此主要用于濾波電路或高頻電路中。但近年來，隨著MLCC的電介質薄層化及多層化技術的發展，數10～100μF以上的大容量MLCC實現了產品化，從而使其可用于更換電解電容器。
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2、各類電容的使用注意事項
MLCC、鋁電解電容器、鉭電解電容器的主要特點與注意事項如下所示。在更換為MLCC時，需要了解這些電容器的優點與缺點，同時還需要知曉在使用時的注意點。
大容量MLCC可用于更換電解電容器，但需要注意的是，其存在溫度及DC偏壓會導致較大靜電容量變化率的缺點。同時，ESR過低的特點起到了反效果，這可能會導致在電源電路中發生異常振動。
問題：為什么將MLCC作為DC-DC轉換器的輸出電容器使用時會發生異常振動？
MLCC特點在于低ESR，但與鋁電解電容器相比ESR過低，因此反而引起了DC-DC轉換器輸出電壓不穩定，從而產生振動。
如圖所示，將DC-DC轉換器的輸出電壓與標準電壓相比，其誤差部分通過誤差放大器(ErrorAmplifier)發達后進行負反饋，從而得到一定的穩定直流電壓。但平滑電路的電感器(L)與電容器(C)會引起信號的相位延遲。相位延遲接近180°時會變為正反饋狀態，引起不穩定，從而產生振動。
問題：用于防止異常振動的相位補償是什么？
