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KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品




在MLCC(多层陶瓷电容器SMD)严重短缺的今天,通过搜索超过全球的一半找不到材料采购是很疯狂的事情。眼看着缺货的涌入加剧了,你无法抗拒?唯一的一种商场的你了这份指南的替代,希望能帮助你。



KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品



当你读到这篇文章时,正是MLCC持续缺货的2018年。你要么可能正在发愁:下单采购的MLCC几时才能出货?要么已经对你最满意的分销商给出的交货期爆了粗口。没错,MLCC行业正在经历的产能危机,让我们仿佛又回到了1999-2000年的“.Com”时期(指大约从1995年开始至2001年间的发生在美国的、对所谓“.com”类公司的过度投资产生投机、进而引发泡沫的历史事件)。尽管MLCC制造商们正在新增产能(行动上似乎没有口头上的那么给力),但一段较长时间还是可预期的,市场的短缺才会得到缓解,因此,“正在投产”并不能给那些处理断线问题的工程师,以及那些不得不去讨料、借料甚至偷零件的供应链经理带来丝毫安慰。



定时装置只是为了促进R&d和工程师探索新的选项,不用寻找替代大规模的重新设计。 KEMET(基美电子)的KO-CAP(钽聚合物)是真命天子。只要条件允许,它可以让你的问题迎刃而解。选择KO-CAP作为替代,虽然不是小菜一碟,信手拈来的事情,但电路本身的电容和一些参数结合起来考虑,你会发现,事情并没有那么复杂。





让我们来看看它的基本情况。 KO-CAP是KEMET(US基)产生的钽电容的聚合物。钽电容器和其它类别(如二氧化锰,为黄色钽电容,钽电容密封包装液体)作为其介电层(五氧化二钽)对由金属块形成的烧结钽粉末粒子产生的,而导电性聚合物层覆盖负电极的电介质层的表面。这样做的一个很大的优点是,所述导电聚合物是电容器的ESR(等效串联电阻)多(5?20mohms VS 200?2000毫欧姆)比常规的钽电容降低。





老实说,我自己也是一个工程师,当我在寻找合适的 mlcc 时,黄色钽电容器(通常是二氧化锰)并没有卖给我。 工程师的工作就是解决问题,这意味着要处理很多紧急问题。 决定放弃 mlcc 而实施 ko-cap,就像其他设计问题一样,需要考虑和权衡。 如果要更换零件,必须考虑许多关键的设计参数,如电容、电压、等效串联电阻、频率、泄漏电流、尺寸和使用条件。



下面的流程图直观地告诉您哪些参数可以考虑在哪些适当的范围内用聚合物钽电容器取代陶瓷电容器。



KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品





与相似尺寸或同尺寸的陶瓷电容相比,一般KO-CAP的容值 会更大一些,且容值 不会在加上直流偏压以后下降。KO-CAP的容值 最小也在680nF (0.68uf) 以上。如果你的总电容量 (若干颗并联,且考虑X7R/X5R/X6S 等二类陶瓷电容的直流偏压特性)小于这个值,选用KO-CAP并不合适。单单就容值 角度出发,用1~2颗聚合物电容替换一组由若干MLCC并联而成的MLCC bank是非常值得考虑的。





KEMET的聚合物钽电容的额定电压 最大是75V, 故若你的电路中实际的工作电压 超过了50V, 就不用考虑用其来替换MLCC了。包括聚合物钽电容在内,所有钽电容门类的介质层都是非常的薄,一般也就在20nm左右(d), 若此薄的介质层使得它们可以有比较大的容值 (C=K*A/d)的同时,也决定了它们的电压 不会太高。额定电压 35V 以上的聚合物钽电容就会被归类成“高压”。同时聚合物钽电容推荐10% 的电压 降额。





一般而言,陶瓷电容的ESR比等同 (同尺寸、容值 、电压 )的KO-CAP要低。这并不是说没有超低ESR 的聚合物钽电容,部分KO-CAP的ESR甚至低至8mΩ。通常情况下,我们会以10mOhms为界,若您需要的ESR 小于10mohms, 选择KO-CAP替换MLCC 就可能不太合适了(从成本角度方面考虑)。





关于聚合物钽电容的频率 特性,自谐频率 是一个需要注意的参数(大致在1MHz),通常建议电容在自谐频点以下,当然也并非总是如此。如果你的电源管理IC开关频率 超过了1MHZ,用聚合物钽电容替换MLCC 也就不是太合适了。





聚合物钽电容是极性元器件,因此,它们一般不能承受反向电压 ()EMET 建议不超过额定电压 的15%)。如果在电路板上所处的位置需要加载比较大的反向电压 ,那就不太合适选择KO-CAP了。






KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品



作为中国一名硬件系统工程师,我设计了上面的电路,一切工作都很完美。直到企业采购管理人员可以告诉我,他们买不到自己需要的MLCC。抱怨他们也解决不了问题,那咱们硬件结构工程师试试按照上面的指导原则用聚合物钽电容来替换MLCC来从技术发展角度上解决社会这个环境问题。





输入端 电容器为:C1、C2、C3和C10,加入MLCC 的规格是2.2uF 50V 1206 X7R,结果找不到一个换一个PIN-2-PIN 的聚合物钽电容,但可用1个10uF 35V的 KO-CAP (T598V106M035ATE120)替换这4个总容量为8.8uf陶瓷电容,这比我们最初设计所需的容值 要高,但仍然在这个调节器要求的范围以内,在输入端 只要不是电池供电,电容的ESR、漏电流和频率 不要考虑。我们用模拟工具K-SIM来展示他们的功能对比测试——



KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品



接着就是我们进行计算分析一下,这样通过替换划不划算。4个MLCC的总成设计本是4.16美元,1个KO-CAP的成本是3.10美元,用一个KO-CAP代替这4个MLCC,居然没有可以有效节省1美元实现多点。



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输入端 电容器有C6 C7 C9和C11,假如所选规格为22 uf _10V_ X7R_1206。很幸运,KO-CAP有可以直接替代的型号。它的耐压值是6.3V,完全可以工作在5Vdc 下。虽然 KO-CAP 的ESR比同等容量的陶瓷电容要高,仍在设计范围以内。电路的开关频率 为300kHz,而聚合物电容的的自谐振平率在1MHz左右,这样也就没有问题了。66



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我们可以再看看成本,就降额价格相对而言,MLCC的价格比较接近2美元!是的,这是因为一颗具有非常贵的电容,即便没有如此,目前你还买不到,这才是一个问题研究所在。KO-CAP替代品的价格水平仅为1.07美元,为你节省了时间高达45%的费用。



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支持设备功能的还有电容器C4、C5和C8。由于它们的外形尺寸和容值 都能找到多个MLCC供应商,且目前这类电容没有遭遇同样的产能危机,没有必要考虑聚合物替换方案。上面的论述里,没有提到漏电流,因为事实上只有在非可充电电池系统中才需要关注这个参数。





一对一的同尺寸替换是最简单和最直截了当的,但是用一颗聚合物替换掉由若干颗MLCC组成的MLCC bank, 是一个可以产生更大价值。更高一个层次方案。有时候某个替代方案不一定行得通,但在如今的缺货危机中,通过其他途径找到解决方案会让你项目组的成员对你刮目相看。



   如果您阅读了这篇文章,找到适合您的解决方案的KO-CAP,并且您有采购需求,商城联系我们的在线客服。 我们的技术人员很乐意回答您的问题,满足您的采购需求。


标签: 电容

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