將MLCC短缺對(duì)電源應(yīng)用的影響降至最低

多層陶瓷電容器（MLCC）由于其可靠性和小尺寸，幾乎用于所有類型的電子設(shè)備。

作為電源應(yīng)用設(shè)計(jì)人員，您可能想知道如何在供應(yīng)鏈適應(yīng)的同時(shí)最大限度地降低MLCC供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。在這篇博文中，我將討論為典型工業(yè)應(yīng)用電源軌供電的幾種選擇，并展示選擇合適的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器如何幫助最大限度地減少 MLCC 短缺對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響。

假設(shè)您希望將典型的 12V 輸入電壓轉(zhuǎn)換為能夠提供 3 A 電流的 3.3V 穩(wěn)壓輸出。有了這些參數(shù)，TI 的降壓轉(zhuǎn)換器快速搜索將提出幾種 DC/DC 轉(zhuǎn)換器替代方案，供您為工業(yè)應(yīng)用選擇。合適的解決方案將在緊湊的四方扁平無(wú)鉛 （QFN） 封裝中提供出色的熱性能，并在這些條件下實(shí)現(xiàn)接近甚至高于 90% 大關(guān)的效率。但是，特別是查看正常運(yùn)行所需的MLCC計(jì)數(shù)，您必須考慮一些重要的差異。

讓我們分解一個(gè)典型的外部補(bǔ)償峰值電流控制拓?fù)浣鉀Q方案。您需要一個(gè)?。?.1 μF）自舉電容來(lái)為高邊金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管提供柵極電壓，輸入端最多需要四個(gè)電容（兩個(gè)10 μF和兩個(gè)0.1 μF），輸出端需要更大的電容（100 μF）?？赡苄枰粋€(gè)軟啟動(dòng)電容來(lái)控制輸出電壓?jiǎn)?dòng)斜坡，以及兩個(gè)用于頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償電容。這使得典型電路的MLCC總數(shù)達(dá)到<>個(gè)。

另一個(gè)建議是 TPS62136，這是一款 3V 至 17V 輸入、4A 降壓轉(zhuǎn)換器，采用 DCS 控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用微型 3mm x 2mm QFN 封裝。TPS62136 的 DCS 控制拓?fù)渚哂懈叩墓ぷ鲙捄蛢?nèi)部補(bǔ)償，使您能夠最大限度地減小輸出電容器值，并顯著減少 MLCC 組件總數(shù)。該器件的 e評(píng)估模塊僅包括兩個(gè) 22μF 輸出電容。輸入端單個(gè) 10μF 電容就足夠了，無(wú)需自舉或補(bǔ)償電容。使用軟啟動(dòng)電容器可使MLCC總數(shù)僅為<>個(gè)。

TPS62136 采用低熱阻封裝，在規(guī)定條件下效率接近 90%。它所需的陶瓷電容器數(shù)量不到陶瓷電容器的一半，并且比典型的外部補(bǔ)償峰值電流模式控制器件小得多，從而形成更小的整體解決方案尺寸。圖1比較了所討論的電路配置所需的MLCC數(shù)量。

圖 1：外部補(bǔ)償峰值電流模式控制器件的典型電路原理圖 （a）;和 TPS62136 （b）;所需的MLCC以紅色突出顯示

如果您希望減少電源應(yīng)用面臨MLCC短缺問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)，請(qǐng)確保您選擇的DC/DC轉(zhuǎn)換器允許您優(yōu)化總電容器值和電容器數(shù)量。我們的高工作帶寬 DCS 控制拓?fù)滢D(zhuǎn)換器產(chǎn)品組合（包括 TPS62136）可以在不犧牲性能的情況下提供幫助。

我的同事 George Lakkas 將向您展示 TI 的 D-CAP+ ? 控制模式多相控制器、轉(zhuǎn)換器和模塊（包括 TPSM831D31）如何幫助您減少主板上的 MLCC 數(shù)量，而不是競(jìng)爭(zhēng)解決方案。