在構建DC/DC轉換器時，輸入及輸出電容器與電感是與DC/DC轉換器用IC一樣重要的元器件。近年來，對于DC/DC轉換器，除了高效率外，還有低電壓大電流輸出、高速負載瞬態(tài)響應、低噪聲等多種要求。與此相對應的是，與DC/DC轉換器用IC日益改良一樣，電容器與電感也在不斷發(fā)展。在構建DC/DC轉換器時，電容器與電感的開發(fā)情況如何，關鍵特點是什么，就此我們采訪了日本國內代表性的供應商之一太陽誘電株式會社新事業(yè)推進本部的石原先生。

－在開關電源設計中，我想大家都已經(jīng)認識到與電源用IC的選型一樣，外置元器件的選型也很重要這一事實。此次有幸獲得寶貴機會，請您詳細介紹一下作為元器件制造商的考量與相關信息。關于電容器與電感的話題，我們先從電容器開始。

近年來，從電源IC的應用電路例來看，推薦稱為“MLCC(Multilayer Ceramic Chip Capacitor)”的疊層陶瓷電容器的越來越多。我想這是因為該產品在諸多方面具備優(yōu)勢，能否請您先講一些基本的信息。

的確，開關電源對疊層陶瓷電容器的需求日益增加。主要原因是其可實現(xiàn)適合于表面貼裝的形狀，在特性方面也適用于開關電源，因此作為以往電解電容器替代品的需求日益高漲。那么，首先簡單介紹一下疊層陶瓷電容器的結構。

從公式中可以看出，真空介電常數(shù)ε0×相對介電常數(shù)εr越高，疊層數(shù)n越多，面積S越廣，1層電介質的厚度越薄，疊層陶瓷電容器的靜電電容越高。簡單而言，通過增加高度與面積，即可增加靜電電容，但所需求的是“相對所需靜電電容，體積盡可能的小”。這就需要使每層電介質越來越薄，使介電常數(shù)提高，增加疊層數(shù)，從而需要高超的材料技術與制造技術。

－當談及疊層陶瓷電容器，印象里其并未能發(fā)展到較大容量，那么當前的發(fā)展情況如何呢？

當然是從小容值產品起步的，不過目前我們公司已經(jīng)能夠供應470μF的產品。此外，相同容值的產品也實現(xiàn)了進一步小型化。這張圖是我們公司的產品路線圖，比較方便大家了解靜電電容、尺寸、耐壓的關系。

在使用IC的DC/DC轉換器中，輸出電容器從數(shù)十μF到數(shù)百μF不等，覆蓋面已經(jīng)相當廣。我想大家知道，靜電電容、尺寸、耐壓存在全部相反的關系。針對前述的“每層更薄，介電常數(shù)更高，疊層更多”課題，目前正在不斷開發(fā)。

－如果說此類電容器的容量已經(jīng)覆蓋了這個范圍，那么我覺得可以與比如聚合物類貼片電容器等相提并論了，有什么區(qū)別嗎？

的確如此。理解聚合物類即導電性高分子電容器與MLCC（疊層陶瓷電容器）的區(qū)別，在設計DC/DC轉換器方面非常重要。

接下來我從結構與材料的區(qū)別開始介紹。如圖所示，在結構方面，疊層陶瓷電容器是名副其實的疊層，而導電性高分子電容器的元件則以鉭或鋁等為電介質，陰極使用導電性高分子與二氧化錳。使用二氧化錳的是鉭電解電容器，由于各種原因近年來已經(jīng)不怎么使用了，由于是比較基礎的產品而在此列入比較。材料因種類而異，具體請看下表。

鉭電解電容器存在電介質的膜厚度較薄而可實現(xiàn)大容值，但陰極使用二氧化錳而等效串聯(lián)電阻ESR較高的課題。但是，使用二氧化錳，具有即使較薄的電介質被膜破損也可自我修復的優(yōu)點。但是，由于降低ESR是重要的市場需求，使陰極使用導電性高分子的電容器越來越受到重視。ESR與電極的電導率息息相關。從表中可見，鉭電解電容的電導率為0.1S/cm，而使用聚吡咯的電容則高達100S/cm，電導率顯著改善。關于自我修復，導電性高分子無法自我修復，破損部分可自我隔離而繼續(xù)工作。

相對于此，疊層陶瓷電容器因電極材料而可使電導率非常小，因疊層結構而可使ESR非常小，從而可實現(xiàn)較高的相對介電常數(shù)，進而朝更大容值/小型化方向發(fā)展。此外，因其電介質被膜較厚，而具有比其他產品電場強度大、壽命長的優(yōu)點。關于這一點，看表中的數(shù)值即可一目了然。

編輯：hfy