[请益] KO-CAP能替代MLCC到什么程度

楼主: EricSimon (破釜沉舟在今朝)   2018-05-27 21:54:38
在找资料时看到这篇文章,业配味重,对于他的说法存疑,但是想请教不知道这种做法可以
替代mlcc到什么程度?
刚才发到tech-job 板想请教,不知道是不是问题太粗浅,还是太业配,一时没有得到回答
,现在冒昧发到这边来请教。
股票点:mlcc
附上简中原始连结,我另外转成繁体发在这边。
http://www.eefocus.com/component/m/411264
KEMET推出替代MLCC的KO-CAP产品
在MLCC(贴片多层陶瓷电容)严重缺货的今天,寻遍大半世界找不着一颗料,是颇令采购抓
狂的事情。眼见这股缺货潮越演越烈,而你却无力抵抗?
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麽给力),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

这个时机恰好促使研发和器件工程师们去探索新的选择,探寻不必做大规模重新设计的替代
方案。KEMET(基美电子)的KO-CAP(聚合物钽电容)正是Mr. RIGHT。只要条件允许,它就能够
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,但把电容
本身和电路中一些参数结合起来考虑,你就会发现事情并非那么复杂。
KO-CAP(聚合物钽电容)入门指南
我们先来了解一下它的基本情况。 KO-CAP 是KEMET(基美)生产的聚合物钽电容。和其它类
别的钽电容(比如黄色的二氧化锰钽电容, 密封包装的液态钽电容)一样,它的介质层(五
氧化二钽)是生成在由钽粉颗粒烧结而成的金属块上,同时以一层导电聚合物作为负极覆蓋
在介质层表面。这种导电聚合物最大的优点之一就是是使得电容的ESR(等效串联电阻)比
传统的钽电容低得多 (5~20mohms vs 200~2000 mohms)。
从MLCC到KO-CAP
说实话,我也(曾)是一名工程师,当我在寻找合适的MLCC时,厂家推销给我的黄色钽电容
(一般就是二氧化锰)并不能令我满意。工程师的本职工作是解决问题,那意味着要面对很
多的突发问题。决定放弃MLCC,改用KO-CAP,正如设计中的其他任何问题一样,都需要考虑
到各种因素,并权衡利弊。如果要替换零件,必须考虑到很多关键设计参数,比如:容值、
电压、ESR(等效串联电阻)、频率、漏电流、尺寸和应用环境条件。
下面的流程图直观地告诉你哪些参数的哪些合适范围内可以考虑用聚合物钽电容来替换陶瓷
电容。
https://i.imgur.com/EOlcnfS.png
容值
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 b
ank是非常值得考虑的。
电压
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。
ESR(等效串联电阻)
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)。
频率
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MLCC 也就不是太合适了。
反向偏置电压
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K
O-CAP了。
替换实例
在了解了以上的替换指导原则后,现在我们来看一个具体例子,在这个实际的某车载应用中
,使用了TI TSP54560B-Q1这个DC/DC Converter。
https://i.imgur.com/zCx5BOs.png
作为一名硬件工程师,我设计了上面的电路,一切都很完美。直到采购人员告诉我,他们买
不到需要的MLCC。抱怨他们也解决不了问题,那咱们硬件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来从技术角度上解决这个问题。
输入端
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(T598V106M035ATE1
20)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——
https://i.imgur.com/ltj88Yw.png
接着我们计算一下,这样替换划不划算。4个MLCC的总成本是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,居然可以节省1美元多点。
https://i.imgur.com/CYvTsxZ.png
输出端
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。
作者: LFTK (LFTK)   2018-05-27 21:57:00
先推以免别人以为我看不懂
作者: luche (luche)   2018-05-27 22:01:00
这样不用改设计吗 机台软件都要改?
作者: y1896547 (巴斯)   2018-05-27 22:04:00
差点把股票点看成笑点
作者: photonic (征FAE站内信)   2018-05-27 22:05:00
四个mlcc这么贵?
作者: gweson   2018-05-27 22:08:00
盖好一模一样新厂到TUNE好快的话要一年半 设备不Delay的话
作者: hcllon (国)   2018-05-27 22:08:00
你觉得太业配,你的感觉是正确的
作者: gweson   2018-05-27 22:10:00
换个不同材质的 要Tune多久? 先下小量试用再大产能又多久?被动法说会上专家那么多 我想都还不见得有人会去质疑他们
作者: imorz (我是 Orz )   2018-05-27 22:12:00
我缺的是100个只要1美金的0402.......Orz
作者: Dxperado (老板我要订枸杞)   2018-05-27 22:16:00
嗯嗯…原来是这样啊…
作者: ko2y (ko)   2018-05-27 22:30:00
可看看Kemet 的料号跟12065C225K4T2A,价差多大,就知道怎没人想换,这才是重点
作者: liuhan (liuhan)   2018-05-27 22:41:00
RD要用才有机会 结案
作者: badguy227 (我不是坏人阿,id乱取的)   2018-05-27 22:50:00
我比较好奇一点是不是都在喊终端产品需求下降,手机都几年才换一只,被动元件一直缺货是缺给鬼用喔
作者: guanole (())   2018-05-27 22:59:00
Mlcc这么贵 根本不用卖了吧 几颗mlcc就比机壳还贵了另外缺料的好像是0402和0603...1206中间还跨一个0805太大颗了
作者: IanLi (IanLi)   2018-05-27 23:08:00
叶配文,只拿并联电路说嘴就知道输了…
作者: JoeyChen (I am Joey)   2018-05-27 23:09:00
好用又便宜的基本元件一定普及得很快 只要产量跟得上这产品已经是不是出现好几年了? 怎么很久前就看过
作者: abyssa1 (abyssa1)   2018-05-27 23:12:00
一个三美元 你知道SOC才多少钱吗?
作者: nawussica (暴民好弱 )   2018-05-27 23:27:00
特性很好 用在类比电路不错 但不会出现在便宜产品
作者: spawnpepsi (eggg)   2018-05-27 23:51:00
钽质电容无法使用在汽车上面你知道吗?
作者: zxccxzewq3 (NGNL)   2018-05-27 23:55:00
国巨的也不行r
作者: miracle210 (或许 该让他结束了)   2018-05-28 00:08:00
你知道mlcc涨那么多后 最高也才到0.65美吗...
作者: SweetLee (人生如戲)   2018-05-28 01:24:00
如果可以4个并联成1个 那你以为设计电路的是傻子用4个?
作者: hsinggg (星居居)   2018-05-28 01:53:00
请问钽质电容为什么不能车用?(遮脸)然后那个mlcc 1206四颗要那个价是疯了吗?
作者: FateOFP (母★教福尔摩斯)   2018-05-28 02:05:00
4颗又不放一个同一个地方 你以为卖珍奶如果ripple大需要5颗MLCC 还可以用钽钽吗价格应该报错 只是单位错只有Ripple 会用一个10uF 其他地方没看过
作者: oil01 (猪油仔)   2018-05-28 02:19:00
钽电容本来就能替代mlcc,重点钽电贵啊!打开一班NB大约用到5~8颗,gaming机大约30~50颗以上
作者: abian1012 (台湾之子)   2018-05-28 02:56:00
钽电容是很久以前就有的产品 但是污染程度极高 而且不够小 无法完全取代MLCC另外一个重点是 超贵 看一下Kemet的财报跟财测 你就知道这产品 至少在近期无法取代MLCC
作者: AWPER (awper)   2018-05-28 06:33:00
钽电esr大 耐受性差 要替代可不是改个layout就解决了....
作者: photoless (Photoless)   2018-05-28 07:03:00
夭寿喔 写完这篇 股价不知道要喷几个亿
作者: HinataME (我要写个惨字)   2018-05-28 07:49:00
1换4, 难道整个电路只需要一个吗?
作者: simo520 (远眺山河)   2018-05-28 07:50:00
表示有人在试了
作者: aaa40303 (管管)   2018-05-28 08:33:00
连便宜MLCC都会被要求拔掉了,更遑论KO-CAP
作者: cylu ( ̄︶ ̄)   2018-05-28 09:37:00
钽电早期有燃烧不良纪录 虽然目前早改善 但某些系统厂仍禁用
作者: escorpion (pavone先生)   2018-05-28 10:54:00
钽电容通常都会大很多,不利于缩小
作者: pideo (小佛)   2018-05-28 11:00:00
说换料就换料?有这么简单就好有不是效能有就可以,长期稳定跟老化问题,都没做敢随便换不是找死吗
作者: rtwodtwo (阿灾)   2018-05-28 12:46:00
早期的钽电容有二氧化锰 有燃烧的风险 现在的不知道有没有改善
作者: s90296 (汤匙不存在)   2018-05-28 12:51:00
尺寸问题,kocap有办法做到0402吗?不行的话还是洗睡吧…容值不止是要考虑的,面积大小也是很重要的并联数颗的也有其意义在,反应时间会比较好,没必要的话不会用单颗等校零件
作者: yss6003 (秘密)   2018-05-28 16:27:00
无法完全替代,特性有差
作者: EVO4   2018-05-28 19:41:00
1206,X7R,226,K,10V 是日本 &三星的产品,不是华科国巨的产品…………
作者: foxymankind (fox)   2018-05-28 21:53:00
这个价格XD拜托你来我卖你
作者: ChuckShaun (Chuck Shaun)   2018-05-28 21:58:00
日本品牌Nichocon的F38系列有0402的ko-cap,价格当然比MLCC贵非常多,但是有兴趣的话可以找日电贸,他们有代理.....

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