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您知道用陶瓷电容器替换钽电容器的注意事项吗?

什么是钽电容器?它有什么作用?如果将钽电容器改为陶瓷电容器,则实际上只需要注意这两点。一方面存在可靠性问题,另一方面存在原料钽问题。让我们详细了解以下相关内容!首先是可靠性问题。如果发生短路故障,钽电解电容器可能会引起冒烟和起火。冒烟和着火对于配备钽电解电容器的电子产品来说是致命的。另一个是原料钽的问题。钽是一种稀有金属,其来源是世界上为数不多的金属之一。因此,如果生产地区出现政治动荡,就会陷入价格飞涨和供应不稳定的局面。只要原材料是稀有金属,钽电解电容器的使用者就不可能完全避免这种风险。解决这些问题的方法是用芯片多层陶瓷电容器代替钽电解电容器。片状多层陶瓷电容器比钽电解电容器更容易冒烟和着火。另外,由于不使用稀有金属,因此价格和供应更加稳定。钽电解电容器具有一些优点。有两个主要优点。一种是减小安装面积。这是因为芯片多层陶瓷电容器的每单位体积的静电容量相对较大。另一个是当用于输出平滑电路(如DC-DC转换器)时,降低输出纹波电压。原因是芯片多层陶瓷电容器的等效串联电阻(ESR:等效串联电阻)低。如图1所示,当使用钽电解电容器时,输出纹波电压为56mV,而当使用芯片多层陶瓷电容器时,输出纹波电压降低至7mV。注意,当用于输出平滑时,仅用芯片多层陶瓷电容器替换钽电解电容器并不能结束工作。根据目的,有时需要注意一些问题。图1:替换为芯片多层陶瓷电容器可以抑制纹波电压。 DC-DC转换器的输出电容器从钽电解电容器变为片状多层陶瓷电容器时的输出电压波形。 DC-DC转换器的开关频率为300MHz。钽电解电容器的容量为100μF。使用三个22μF芯片多层陶瓷电容器产品。替换之前的纹波电压为56mV,但是用芯片多层陶瓷电容器替换后,纹波电压降至7mV。一个典型的例子是在输出平滑电路(例如上述DC-DC转换器)中使用它时。尽管芯片多层陶瓷电容器由于其相对较低的ESR而确实具有降低输出纹波电压的优点,但是低ESR特性有时是“双刃剑”。原因是,在更换了片状多层陶瓷电容器之后,DC-DC转换器的反馈环路响应特性的相位将发生很大变化。在最坏的情况下,将发生180度偏移,从而导致DC-DC转换器的输出异常振荡。在这种情况下,DC-DC转换器将不起作用。因此,在输出平滑电路中使用片状叠层陶瓷电容器的情况下,需要调整相位补偿电路的常数。如果在DC-DC转换器IC中集成了相位补偿电路,则需要测量更换的钽电解电容器的ESR,然后串联插入与钽电解电容器的ESR相同的电阻器。这样可以抑制异常振荡。有关详细信息,请参见图2。图2(a)是从钽电解电容器到芯片多层陶瓷电容器的电容器,简单地更换了构成DC-DC转换器输出平滑电路的电容器后的输出电压波形。波形异常振荡,DC-DC转换器的输出电压也急剧变化。图2(b)是调整反馈环路相位补偿电路的常数后的波形。波形的异常振荡得到了抑制,输出电压下降到没有负面影响的水平。如果在实际使用中达到此输出电压波形,则可以放心使用。图2:异常振荡和正常操作期间的输出电压波形(a)是发生异常振荡时的输出电压波形。 (b)是正常工作期间的输出电压波形。通过调节反馈回路相位补偿电路的常数,可以防止异常振荡