Obrovská spotřeba vícevrstvých keramických kondenzátorů (multilayer ceramic chip capacitors MLCC) vznikla díky nárůstu výroby mobilních telefonů, rozšíření internetu věcí a inovaci v automobilovém průmyslu, kde se v posledních letech do automobilů instaluje více a více elektroniky.
To vše způsobilo mezeru mezi poptávkou a dostupnými objemy keramických kondenzátorů. K prohloubení této mezery přispělo také zaměření na malé velikosti, jako jsou velikosti 0201 nebo 01005. Současná mezera mezi celosvětově dostupnými objemy výroby MLCC a poptávkou na trhu se pohybuje v rozmezí 20-30%
Proto je nutné nabízet alternativy. Při výběru alternativy je nutné volit kompromis v technických parametrech. Miniaturizace také často znamená, že jsou k dispozici jen nižší jmenovité napětí. Větší mechanická citlivost může také přinést odpovídající potíže s konstrukcí. Je nutné zvážit, zda lze jinými technologiemi dosáhnout podobných výsledků jako u MLCC kondenzátorů.
Nejekonomičtější a nejjednodušší řešení je přejít na hliníkové elektrolytické kondenzátory s nízkým odporem. Bohužel ve vysokofrekvenčním pásmu mají jiné vlastnosti, než je potřeba. K dosažení potřebných hodnot ESR jsou potřebné podstatně větší velikosti, což ztěžuje konstrukce s SMD. Díky použití polymerů může být ESR a tím i potřebná velikost podstatně snížena a zůstala by stabilní v celém teplotním rozmezí.
V podstatě existují čtyři různé technologie:
- Ta-Polymer Chip-Type - Nízká hodnota ESR a velká kapacita v malém pouzdře
- Al-Polymer Multilayer Chip-Type - Extrémě nízká hodnota ESR a velká hodnota ripple current v malém profilu
- Al-Polymer wound Can-Type - Velká hodota ripple current a dlouhá životnost v průmyslu, velká kapacita a snese vyšší napětí
- Al-Polymer-Hybrid-Type - Velká hodota ripple current a dlouhá životnost v automotive, velká kapacita a snese vyšší napětí
Které MLCC lze nyní vyměnit a jak?
V zásadě je třeba rozlišovat mezi náhradou 1:1 a alternativním řešením k paralelnímu spojení několika MLCC. Kapacitu, kterou lze bez problému nahradit by se měla pohybovat v několika μF. Rozměrově je ideální najít náhradu polymerním kondenzátorem pro velikosti MLCC 0805 a větší. Tabulka 1 poskytuje přehled velikostí, kapacity a napětí jednotlivých typů kondenzátorů.
Vzhledem k tomu, že možnosti nahrazení 1: 1 jsou velmi omezené, náhrada polymerními kondenzátory se ve většině případů děje u nového vývoje nebo pokud je nutný provést re-design. Několik paralelně připojených MLCC je třeba nahradit jedním nebo dvěma polymerními kondenzátory. To nejen šetří místo, ale také snižuje náklady. Obrovskou výhodou je, že polymerní kondenzátory nevykazují žádný DC bias efekt. Srovnání velikostí a vlastností keramických a polymerních kondenzátorů je na následujícím obrázku a tabulce.
U MLCC kondenzátorů se používají kondenzátory s mnohem větším jmenovitým napětím, než skutečně daná aplikace požaduje(DC Bias efekt). Proto můžete vybrat polymerní kondenzátor s nižší hodnotou jmenovitého napětí. Mají také výhody oproti tantalovým kondenzátorům. Navíc polymer má samozhášivý účinek, což znamená, že v případě extrémního přetížení kondenzátoru nedojde k jeho zapálení.
Pro kondenzátory s nižší kapacitou mohou být alternativou svitkové kondenzátory nebo kondenzátory známé jako PMLCAP od RUBYCONu. S kondenzátory od výrobců KEMET, MURATA, PANASONIC, RUBYCON a SUN nabízí Codico velký výběr alternativ k MLCC ve všech oblastech použití. Stačí sdělit, jaké jsou vaše aktuální podmínky použití a požadavky pro příslušné kondenzátory v konkrétní aplikaci a Codico najde pro vás to správné řešení.
V případě zájmu kontaktujte prosím distributora Ludvik.Hamersky@codico.com. Zde také můžete směřovat veškeré své dotazy.
