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(nèi)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(chǎn)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。

如圖所示，涂有粉狀陶瓷材料的片狀電介質與電極組成重疊交替的結構。為使大家進一步了解結構與靜電電容的關系，使用以下公式來說明。

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(chǎn)品起步的，不過目前我們公司已經(jīng)能夠供應470µF的產(chǎn)品。此外，相同容值的產(chǎn)品也實現(xiàn)了進一步小型化。這張圖是我們公司的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。