KEMET推出替代MLCC的KO-CAP產(chǎn)品

在MLCC（貼片多層陶瓷電容）嚴重缺貨的今天，尋遍大半世界找不著一顆料，是頗令采購抓狂的事情。眼見這股缺貨潮越演越烈，而你卻無力抵抗？唯樣商城為你整理了這篇替代指南，希望能夠幫到你。

當你讀到這篇文章時，正是MLCC持續(xù)缺貨的2018年。你要么可能正在發(fā)愁：下單采購的MLCC幾時才能出貨？要么已經(jīng)對你最滿意的分銷商給出的交貨期爆了粗口。沒錯，MLCC行業(yè)正在經(jīng)歷的產(chǎn)能危機，讓我們仿佛又回到了1999-2000年的“.Com”時期（指大約從1995年開始至2001年間的發(fā)生在美國的、對所謂“.com”類公司的過度投資產(chǎn)生投機、進而引發(fā)泡沫的歷史事件）。盡管MLCC制造商們正在新增產(chǎn)能（行動上似乎沒有口頭上的那么給力），但一段較長時間還是可預期的，市場的短缺才會得到緩解，因此，“正在投產(chǎn)”并不能給那些處理斷線問題的工程師，以及那些不得不去討料、借料甚至偷零件的供應鏈經(jīng)理帶來絲毫安慰。

這個時機恰好促使研發(fā)和器件工程師們?nèi)ヌ剿餍碌倪x擇，探尋不必做大規(guī)模重新設計的替代方案。KEMET（基美電子）的KO-CAP（聚合物鉭電容）正是Mr. RIGHT。只要條件允許，它就能夠讓你的問題迎刃而解。選擇KO-CAP作為替代雖然不是小菜一碟，信手拈來的事情，但把電容本身和電路中一些參數(shù)結(jié)合起來考慮，你就會發(fā)現(xiàn)事情并非那么復雜。

KO-CAP（聚合物鉭電容）入門指南

我們先來了解一下它的基本情況。 KO-CAP 是KEMET（基美）生產(chǎn)的聚合物鉭電容。和其它類別的鉭電容（比如黃色的二氧化錳鉭電容， 密封包裝的液態(tài)鉭電容）一樣，它的介質(zhì)層（五氧化二鉭）是生成在由鉭粉顆粒燒結(jié)而成的金屬塊上，同時以一層導電聚合物作為負極覆蓋在介質(zhì)層表面。這種導電聚合物最大的優(yōu)點之一就是是使得電容的ESR（等效串聯(lián)電阻）比傳統(tǒng)的鉭電容低得多 （5～20mohms vs 200~2000 mohms）。

從MLCC到KO-CAP

說實話，我也（曾）是一名工程師，當我在尋找合適的MLCC時，廠家推銷給我的黃色鉭電容（一般就是二氧化錳）并不能令我滿意。工程師的本職工作是解決問題，那意味著要面對很多的突發(fā)問題。決定放棄MLCC，改用KO-CAP，正如設計中的其他任何問題一樣，都需要考慮到各種因素，并權(quán)衡利弊。如果要替換零件，必須考慮到很多關(guān)鍵設計參數(shù)，比如：容值、電壓、ESR（等效串聯(lián)電阻）、頻率、漏電流、尺寸和應用環(huán)境條件。

下面的流程圖直觀地告訴你哪些參數(shù)的哪些合適范圍內(nèi)可以考慮用聚合物鉭電容來替換陶瓷電容。

容值

與相似尺寸或同尺寸的陶瓷電容相比，一般KO-CAP的容值會更大一些，且容值不會在加上直流偏壓以后下降。KO-CAP的容值最小也在680nF （0.68uf） 以上。如果你的總電容量 （若干顆并聯(lián)，且考慮X7R/X5R/X6S 等二類陶瓷電容的直流偏壓特性）小于這個值，選用KO-CAP并不合適。單單就容值角度出發(fā)，用1～2顆聚合物電容替換一組由若干MLCC并聯(lián)而成的MLCC bank是非常值得考慮的。

電壓

KEMET的聚合物鉭電容的額定電壓最大是75V， 故若你的電路中實際的工作電壓超過了50V， 就不用考慮用其來替換MLCC了。包括聚合物鉭電容在內(nèi)，所有鉭電容門類的介質(zhì)層都是非常的薄，一般也就在20nm左右（d）， 若此薄的介質(zhì)層使得它們可以有比較大的容值 （C=K*A/d）的同時，也決定了它們的電壓不會太高。額定電壓35V 以上的聚合物鉭電容就會被歸類成“高壓”。同時聚合物鉭電容推薦10% 的電壓降額。

ESR（等效串聯(lián)電阻）

一般而言，陶瓷電容的ESR比等同 （同尺寸、容值、電壓）的KO-CAP要低。這并不是說沒有超低ESR 的聚合物鉭電容，部分KO-CAP的ESR甚至低至8mΩ。通常情況下，我們會以10mOhms為界，若您需要的ESR 小于10mohms， 選擇KO-CAP替換MLCC 就可能不太合適了（從成本角度方面考慮）。

頻率

關(guān)于聚合物鉭電容的頻率特性，自諧頻率是一個需要注意的參數(shù)（大致在1MHz），通常建議電容在自諧頻點以下，當然也并非總是如此。如果你的電源管理IC開關(guān)頻率超過了1MHZ，用聚合物鉭電容替換MLCC 也就不是太合適了。

反向偏置電壓

聚合物鉭電容是極性元器件，因此，它們一般不能承受反向電壓 （）EMET 建議不超過額定電壓的15%）。如果在電路板上所處的位置需要加載比較大的反向電壓，那就不太合適選擇KO-CAP了。

替換實例

在了解了以上的替換指導原則后，現(xiàn)在我們來看一個具體例子，在這個實際的某車載應用中，使用了TI TSP54560B-Q1這個DC/DC Converter。

作為一名硬件工程師，我設計了上面的電路，一切都很完美。直到采購人員告訴我，他們買不到需要的MLCC。抱怨他們也解決不了問題，那咱們硬件工程師試試按照上面的指導原則用聚合物鉭電容來替換MLCC來從技術(shù)角度上解決這個問題。

輸入端

輸入端電容器為：C1、C2、C3和C10，加入MLCC 的規(guī)格是2.2uF 50V 1206 X7R，結(jié)果找不到一個換一個PIN-2-PIN 的聚合物鉭電容，但可用1個10uF 35V的 KO-CAP （T598V106M035ATE120）替換這4個總?cè)萘繛?.8uf陶瓷電容，這比我們最初設計所需的容值要高，但仍然在這個調(diào)節(jié)器要求的范圍以內(nèi)，在輸入端只要不是電池供電，電容的ESR、漏電流和頻率不要考慮。我們用模擬工具K-SIM來展示他們的功能對比測試——

接著我們計算一下，這樣替換劃不劃算。4個MLCC的總成本是4.16美元，1個KO-CAP的成本是3.10美元，用一個KO-CAP代替這4個MLCC，居然可以節(jié)省1美元多點。

輸出端

輸入端電容器有C6 C7 C9和C11，假如所選規(guī)格為22 uf _10V_ X7R_1206。很幸運，KO-CAP有可以直接替代的型號。它的耐壓值是6.3V，完全可以工作在5Vdc 下。雖然 KO-CAP 的ESR比同等容量的陶瓷電容要高，仍在設計范圍以內(nèi)。電路的開關(guān)頻率為300kHz，而聚合物電容的的自諧振平率在1MHz左右，這樣也就沒有問題了。66

我們再看看成本，就降額價格而言，MLCC的價格接近2美元！是的，這是一顆非常貴的電容，即便如此，目前你還買不到，這才是問題所在。KO-CAP替代品的價格僅為1.07美元，為你節(jié)省了高達45%的費用。

其他電容器和注意事項

支持設備功能的還有電容器C4、C5和C8。由于它們的外形尺寸和容值都能找到多個MLCC供應商，且目前這類電容沒有遭遇同樣的產(chǎn)能危機，沒有必要考慮聚合物替換方案。上面的論述里，沒有提到漏電流，因為事實上只有在非可充電電池系統(tǒng)中才需要關(guān)注這個參數(shù)。

MLCC替代品結(jié)論

一對一的同尺寸替換是最簡單和最直截了當?shù)?，但是用一顆聚合物替換掉由若干顆MLCC組成的MLCC bank， 是一個可以產(chǎn)生更大價值。更高一個層次方案。有時候某個替代方案不一定行得通，但在如今的缺貨危機中，通過其他途徑找到解決方案會讓你項目組的成員對你刮目相看。

如果你看完這篇文章，發(fā)現(xiàn)KO-CAP適合你的方案，且你有采購需要，進入唯樣商城聯(lián)系我們的在線客服。我們的技術(shù)人員很樂意解答你的疑問，滿足你的采購需求。