MLCC缺货！别急，你可以试试这个“巧”办法_资讯频道

MLCC缺货！别急，你可以试试这个“巧”办法

时间：2018-05-24 11:05来源：得捷电子DigiKey

摘要：从去年到2018年的今天，MLCC电容器行业仍然经历相当的产能紧缩，供需状况持续紧缺，导致部份终端产品厂家面临无法生产的状况，不得不以各种方式在市场寻找货源。

随着新型智能手机无线及快速充电市场需求的发展，相关应用MLCC的需求量突然大增，加上各大汽车厂扩大使用LED车灯，促成LED照明和车灯用MLCC需求爆增，这些因素综合作用，从去年到2018年的今天， MLCC电容器行业仍然经历相当的产能紧缩，供需状况持续紧缺，导致部份终端产品厂家面临无法生产的状况，不得不以各种方式在市场寻找货源。

面对这种状况，作为设计工程师，能否在不需要进行大规模重新设计下，找到替代技术作为新的选择? 我们在本文中将探讨，在某些条件下利用聚合物电解电容器(Polymerelectrolytic capacitor)作为一种替代方案。以下以 KEMET (基美)公司出品的KO-CAP作例子。

KO-CAP电容简介

KO-CAP 是KEMET（基美）的聚合物钽电解电容，和其它类别的钽电容一样，它的介质层（五氧化二钽）是生成在钽粉颗粒烧结成的金属块上，同时以一层聚合物作为负极覆盖在介质层表面。这种导电聚合物使电容器的ESR要比 “传统” 钽电容器低得多。如需了解更多关于KO-CAP的详细信息以及产品系列型号，可浏览Digi-Key网站 KO-CAP产品专页。

图1，Digi-Key网站 KO-CAP产品专页

用KO-CAP替代MLCC

当我们正努力在市场上寻找MLCC电容器货源时，却被推荐使用钽电容来作为代替——这听起来有点不切实际。不过作为工程师，解决问题正是我们所要做的事，同时意味着我们要做以前没有考虑过的事情。

在试图进行设计修改或元器件替代时，必须考虑许多关键设计参数，例如电容、电压、ESR、频率、漏电流、尺寸和规格。下面的流程图可以作为在考虑每个关键设计参数时的决策指南，也尽可能以最接近陶瓷电容器选型特性的角度来考虑。

图2，电容选型流程图

电容值

与同样大小的陶瓷电容相比，KO-CAP通常具有更大的电容值，它们的值不小于680nF。所以，如果你的总电容量小于这个值，KO-CAP不是一个合适的选择。从电容值的角度来说，用一个或两个KO-CAP取代一组MLCC是非常值得考虑的策略。

电压

在KO-CAP或任何钽电容器中，介电层非常薄，典型值约为20nm。这样一个薄的电介质提供了一个大的电容值，但同时会有电压的限制。 “高电压”KO-CAP可为你提供大于35V的选择。但一般来说，如果您的工作电压超过50V，KO-CAP不是合适的选择。

ESR(等效串联电阻)

一般而言，陶瓷电容器的ESR值是低于等同级别KO-CAP的，这并不是说没有一些ESR非常低的KO-CAP，有些KO-CAP的ESR甚至低至8mΩ，但一般情况下10mΩ值就足够了。如果您需要的ESR小于此值，那么KO-CAP可能不是一个合适的选项。

频率

在考虑KO-CAP的频率特性时需要注意的是它的自谐频率，我们通常希望在该值以下使用电容器，但情况并非总是如此，如果您的开关频率超过1MHz，那么KO-CAP可能不是一个合适的选项。

ReverseBias(反偏压)

KO-CAP是带极性的器件，因此它们不能在反向偏置电压下工作，如果电容器放置在可能产生反偏压或需要容许的位置，则KO-CAP不适用。

设计实战案例

既然我们有了指导方向，那么我们来试试看一个使用TI TSP54560B-Q1的例子，这是汽车应用中一个降压应用。

电路设计好了(Scheme-it)，一切都很棒，直到采购人员告知找不到我需要的某些MLCC电容。经过一轮彷徨及无奈, 我决定开始研究及寻找解决方案。使用以上替代指南，得出以下结论。

输入端

C1、C2、C3和C10是输入端电容。它们是2.2uF 50V 1206 X7R。没有找到可直接替换的陶瓷电容，但我可以采用总电容8.8uF，并用一个10uF 35V KO-CAP替换4个陶瓷电容，虽然是多于原始需要的电容值，但它仍然在这个调节器的要求范围内，加上输入端不是直接电池输入，ESR、漏电流和频率等特性没有特别要求。我们可以使用KEMET的仿真工具K-SIM来比较它们——进入Digi-Key网站, 在产品页面下设计资源(图3)直接进入仿真工具页(图4)。

图3，从Digi-Key网站中产品页面下“设计资源”直接进入仿真工具页

图4，利用KEMET仿真工具K-SIM对输入端电容进行比较

从现在的市场参考价来对比，以一颗KO-CAP电容来替代四颗陶瓷电容，有机会省掉大概1美元.

输出端

在输出端我们有C6，C7，C9和C11, 4颗22uF 10V X7R 1206电容.在这种情况下，我们很幸运，在KO-CAP中有一个直接替代品，它是6.3V比输出电压范围大.在这种情况下，KO-CAP ESR高于同等之陶瓷电容器，但仍在设计规格范围内。该电路的开关频率为300kHz，这替代品的SRF约为1MHz，大致没有问题。