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開關電源輸入/輸出電容器從MLCC替換為混合電容器的案例
近年來，多層陶瓷電容器（MLCC）通常用作開關電源電路的輸入和輸出電容器。盡管具有卓越的ESR和ELS特性的MLCC可用于開關電源，但它們并非沒有諸如大容量，大數量和成本之類的問題。本文介紹了用導電聚合物混合鋁電解電容器（“混合電容器”）代替這些MLCC的案例。
取代用作開關電源電路輸入電容器的MLCC
開關電源電路的輸入需要輸入電容器，通常稱為CIN。輸入電容器的作用是使由于功率晶體管的開關而引起的放電產生的紋波電流和來自輸入電源的電荷，由于輸入電壓的波動而引起的紋波電流等能夠穩定輸入電壓并減少由這些引起的噪聲潮流。因此，輸入電容器需要與開關電流兼容的紋波電流額定值，包括發熱在內的溫度額定值，低ESR（等效串聯電阻）等。通常，MLCC，鋁電解電容器等用作輸入電容器。特別是，具有出色的ESR和ESL（等效串聯電感）特性的小型MLCC通常用作輸入電容器。然而，
混合電容器是其電解質與導電聚合物和電解質液體融合的電容器，具有展示導電聚合物和電解質液體兩者的優點的優異特性，并且具有大容量，低ESR，低泄漏電流和高可靠性。
?更換MLCC的實例：汽車ECU（車身控制單元）中的降壓DC / DC轉換器
在這種情況下，將開關電源電路的輸入電容器MLCC替換為混合電容器。該降壓型DC / DC轉換器的開關頻率為100 kHz-300 kHz，并且使用兩個電容相對較大的50 V，10 μF（3225 mm）MLCC作為輸入電容器。這些MLCC可以用一個50V，22μF（Φ6.3x 5.8mm）混合電容器代替。
之所以可以進行這種替換，是因為如右上角的頻率特性圖所示，此混合電容器的阻抗等于或低于在該步驟的開關頻率范圍為100 kHz-300 kHz的MLCC的阻抗降壓DC / DC轉換器。
但是，基于該曲線圖可以假定，因為MLCC的阻抗在高頻范圍內較低，所以高頻降噪效果較高。如果實際要解決高頻噪聲問題，那么可以通過添加用于解耦等的小容量通用MLCC來降低高頻范圍內的阻抗。
右下方的圖表顯示了將0.1 μF和4.7 μF MLCC添加到混合電容器時的頻率特性。它表明在高頻范圍內阻抗的提高。
替換用作開關電源電路輸出電容器的MLCC
開關電源電路的輸出需要輸出電容器（COUT），例如，在降壓DC / DC轉換器中，它們與輸出電感器一起構成LC濾波器并平滑輸出電壓。輸出電容器通過以輸出電流為中點進行切換來重復三角紋波電流（電感器電流）的充電和放電。為了降低使用輸出電容器的開關電源的輸出紋波電壓，采用了降低ESR和增加電容的方法。ESR是一個重要因素，因為輸出紋波電壓僅與紋波電流和ESR成正比。通常，MLCC，鋁電解電容器等用作輸出電容器。
?更換MLCC的實例：電動汽車（EV）隔離式降壓DC / DC轉換器
這是一個案例示例，其中將電動汽車用隔離降壓型DC / DC轉換器的輸出電容器從具有MLCC +鋁電解電容器的配置替換為具有混合電容器的配置。原始輸出電容器由40個并聯的25V，10μF（3216尺寸）MLCC和兩個并聯的25V，330μF（?10x 10.2 mm）鋁電解電容器組成。可用并聯的十二個25V，330μF（?10x 10.2 mm）混合電容器代替。（10×10.2mm）
之所以可以進行這種替換，是因為該隔離式降壓型DC / DC轉換器的開關頻率范圍為100 kHz-300 kHz，并且在該頻率范圍內使用混合電容器的配置的ESR和阻抗等于或低于該范圍。 MLCC +鋁電解電容器的原始配置。
該圖顯示了使用MLCC和鋁電解電容器的原始配置（黑色）的頻率特性，以及使用混合電容器的替代配置（粉紅色）的頻率特性。每條實線表示阻抗，每條虛線的ESR特性。就ESR和100
kHz-300 kHz阻抗（這是DC / DC轉換器的開關頻率范圍）的特性而言，使用混合電容器的配置更好。當高頻噪聲成為問題時，如更換輸入電容器所述，可以通過添加小容量MLCC進行糾正。