选择用于更换电解电容器的MLCC的方法
MLCC完全替代LED电源中电解电容的可行性分析
MLCC完全替代LED电源中电解电容的可行性分析中心议题：电解电容与MLCC的特性比较LED灯具频闪导致日本一位官员晕倒在日本，MLCC 替换电解电容的思路已经铺开日本注重LED灯具的寿命和舒适性。
LED灯具频闪曾经让一名日本市政厅官员晕倒。
TDK专家将LED照明灯具里的MLCC替换为电解电容，并且做了频闪测试。
测试发现，用MLCC去替换电解电容时不能同等容量进行替换。
日本一些领先厂商已经开发出全部使用MLCC的LED灯具，这种替换思路已经在日本获得广泛认同。
众所周知，日本今年发生了很多事情，大海啸和日本地震，引起日本主要电子供应厂商交货出现一些问题，另外一个是日本限电的因素，由于他们的产线不能按照预期去营运，所以日本厂商的电子货品出现一些交货期的隐患。
另外一个因素是日币升值，间接引起日本电子元器件的价格偏高，所以在日本的电子元器件厂商成本管控方面压力非常大。
LED照明主要分为两大类：一是室内照明，一是室外照明。
室内照明里有应用在公共场所或者产线上大型的照明，它的使用环境非常恶劣。
这种使用环境也间接导致使有寿命的隐患。
二是室外照明，比较典型的是路灯照明。
路灯照明长期在外部温度下使用，特别是像北方温差比较大的情况下，LED照明会受比较大的温差影响，用在灯具里面的电解电容比较多。
电解电容在高低温下，性能表现较差，间接影响了它的寿命。
目前在LED照明行业里，寿命方面仍存在一些隐患性的问题，短时间出现故障的问题也没有得到彻底的解决。
以LED室内灯为例，由于在密封环境下使用，所以它在使用过程中会出现电子自身发热的现象，而且内部环境的温度也是非常高的。
目前LED照明主流的电解电容在高温下的表现不是很好。
从这个隐患来考虑，TDK建议用MLCC去替代电解电容解决使用寿命上存在的隐患问题。
TDK从1971开始生产MLCC，在日本本土有4间主工厂，主要做陶瓷电解电容核心的工序。
TDK在日系的元器件厂商当中，是唯一一家把前工序放在日本本土的企业，说明TDK在品质管控方面的要求也非常高。
主板用固体电容代换电解电容的原则
主板用固体电容代换电解电容的原则主板用固体电容代换电解电容的原则主板用固体电容代换电解电容的原则！所有电容在代换前需要确认安装尺寸。
名词解释：ESR（通俗定义为电容为稳定电源电压而充放电动作的反应速度及电能损耗大小）首先了解一下硬件系统的电压配置情况，目前大多数影音及计算机产品中配置以下电压，12V，5V，3.3V，2.5V 1.8V，及1.8V 以下，由于铝电解电容的误差较大，在耐压选取方面设计时会留有很大的余量，例如：12V电源部分常用16V铝电解电容，5V电源常用10V 铝电解电容3.3V选用6.3V铝电解电容，3.3V以下选用6.3V或者4V（这种很少见）铝电解电容，这是厂商选择的一般规律，我们在板卡上也会见到用在12V电源上的25V铝电解电容，甚至在CPU 1.45V的滤波部分看到10V的电解电容。
所以原铝电解电容耐压只做为参考，选用电容耐压的唯一的标准是电路的电压，如果选用固态电容，只要电路电压低于固态电容耐压即可，不需要考虑余量（事实上电容设计者已经根据常用电源电压留好了余量）。
容量的选择，电容容量的选择是根据电路中的电流（即功耗）来确定的，如CPU是主板中的耗电之王，在其周边我们就见到了密密麻麻的电解电容和高频瓷片电容，在显卡的GPU附近亦是如此，同样由于电解电容的误差大和老化后容量减小较大，在容量选择上也会留有很大的余量。
固态电容容量几乎不会减小，不用考虑老化后容量减小的问题，再者ESR值明显优于铝电解电容，所以在容量选择上固态电容有很大的空间，根据经验一般可选择为铝电解容量的四分之一或者更大，当然这个值不是绝对的，略有偏差，无关要紧。
大家对电解电容比较熟悉，对于电容的认识往往只记得容量及耐压值，没错，但忘却了关于电容品质的决定性因素[电容的材质]，当替换选择电解电容时，在体积允许的情况下，按照与原使用型号的容量耐压贴近的，高压替换低压，高容量替换低容量，都是正确的认识，但在固态电容的选择上，是不能按照这样传统的替换概念的，由于材料及工艺不同，在同等耐压及容量情况下，电解电容和固态电容对比，固态电容的体积要大出电解电容一倍以上由于固态电容材料价格与铝电解电容的材料价格是不能同日而语的，越大的越贵，固态已经很贵啦，没有必要做得那么大，更重要的是由于固态电容优秀的性能决定了小容量即可胜任更恶劣工作环境，再做大既已浪费。
MLCC电容选型要素深度分析
MLCC电容选型要素深度分析
MLCC等电子元器件的涨价潮并没有停止，以MLCC为例，近年来，受电动汽车、工控等行业发展带动，MLCC产品需求量迅速增加。
但是整体是市场供货量有限，导致供需失衡，这也成为电子元器件屡屡涨价的原因之一。
在这样的背景下还有选型的必要吗？
购买商品的一般决策逻辑是：能不能用，好不好用，耐不耐用，价格。
其实这个逻辑也可以套用到MLCC选型过程中：首先MLCC参数要满足电路要求，其次就是参数与介质是否能让系统工作在最佳状态;再次，来料MLCC是否存在不良品，可靠性如何;最后，价格是否有优势，供应商配合是否及时。
许多设计工程师不重视无源元件，以为仅靠理论计算出参数就行，其实，MLCC的选型是个复杂的过程，并不是简单的满足参数就可以的。
选型要素
-参数：电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸
-材质
-直流偏置效应
-失效
-价格与供货
不同介质性能决定了MLCC不同的应用
C0G电容器具有高温度补偿特性，适合作旁路电容和耦合电容
X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器，适合要求不高的工业应用
Z5U电容器特点是小尺寸和低成本，尤其适合应用于去耦电路
Y5V电容器温度特性最差，但容量大，可取代低容铝电解电容
MLCC常用的有C0G（NP0）、X7R、Z5U、Y5V等不同的介质规格，不同的规格有不同的特点和用途。
C0G、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。
在相同的。
MLCC基本特性及设计选型
低额定工作电压，降额50~70%设计，兼顾成本，就低不 就高。 温度特性C0G、X7R/X5R、Y5V，结合电容量标称值合理 搭配。 尺寸规格优选0402。注意0201新趋势。 大容量品种部分取代钽电解电容器。 RF电路定制品种：高Q值、低ESR、高SRF； E24系列结合 整数标称值、高精度选配。 CRT显示器/LCD显示器采用高压MLCC。 LCD背光的LED驱动电路中应采用低的等效串联电阻 (ESR)X5R或X7R陶瓷电容使损耗降到最低。
5.1.1、电路设计1
焊接阻挡层
带引线的元件
接地边框
焊接阻挡层
5.1.2、电路设计2
电烙铁 引线
电烙铁 引线
焊接阻挡层
阻焊层
阻焊层
5.1.3、电路设计3
类型 L 尺寸 W A B C 0.5 0.40～0.50 0.35～0.45 0.45～0.55 0.8 0.6～0.8 0.6～0.8 0.6～0.8 1.25 1.0～1.2 0.6～0.7 0.8～1.2 1.6 2.2～2.4 0.8～0.9 1.0～1.4 2.5 2.0～2.4 1.0～1.2 1.8～2.3 0402 1.0 0603 1.6 0805 2.0 1206 3.2 1210 3.2
2.3.6多层片式陶瓷电容器特性曲线6
阻抗——频率 特性 (Ⅰ类介质)
100
100p F 10p F 1p F
10 电抗(Ω)
1000p F
1 C0G
0.1 1M 10M 100M 1G
2.3.7多层片式陶瓷电容器特性曲线7
阻抗——频率 特性(Ⅱ类介质)
100
1000pF
10 电抗(Ω)
10nF
2.1.5 E3、E6、E12、E24优先数系 的电容量标称值及允许偏差
MLCC基本特性及设计选型
3.2、 市场份额向微型化方向移动：
2004年0402超过0603成为主流尺寸规格，日本 市场产销比重超40% 0201超微型市场扩张，将成为下一代主流产品
MLCC尺寸规格构成比率推移图
50.0%
01005 0201 0402
40.0%
0603
比率 (%)
30.0%
0805 1206
20.0%
其他
2.1.4 Ⅱ类瓷的标志代码
（ ANSI/EIA -198-E）
(a) 下限类别温度 /℃ (b) （a）行的 字母代码 (c) 上限类别温度 /℃ (d) （c）行的 数字代码 (e) 在整个温度范围内 ΔC/C极大值 % ±1.0 ±1.5 ±2.2 ±3.3 ±4.7 ±7.5 ±10.0 ±15.0 ±22.0 +22/-33 +22/-56 +22/-82 (a) （e）行的 字母代码
（ ANSI/EIA -198-E）
(f) (e)行 允许偏差 字符代码
C B L A M P R S T U
-1.0 -10 -100 -1000 -10000 +1 +10 +100 +1000 +10000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
±30 ±60 ±120 ±250 ±500 ±1000 ±2500
低额定工作电压，降额50~70%设计，兼顾成本，就低不 就高。 温度特性C0G、X7R/X5R、Y5V，结合电容量标称值合理 搭配。 尺寸规格优选0402。注意0201新趋势。 大容量品种部分取代钽电解电容器。 RF电路定制品种：高Q值、低ESR、高SRF； E24系列结合 整数标称值、高精度选配。 CRT显示器/LCD显示器采用高压MLCC。 LCD背光的LED驱动电路中应采用低的等效串联电阻 (ESR)X5R或X7R陶瓷电容使损耗降到最低。
主板用固体电容代换电解电容的原则
主板用固体电容代换电解电容的原则主板用固体电容代换电解电容的原则！所有电容在代换前需要确认安装尺寸。
名词解释：ESR（通俗定义为电容为稳定电源电压而充放电动作的反应速度及电能损耗大小）首先了解一下硬件系统的电压配置情况，目前大多数影音及计算机产品中配置以下电压，12V，5V，，，及以下，由于铝电解电容的误差较大，在耐压选取方面设计时会留有很大的余量，例如：12V电源部分常用16V铝电解电容，5V电源常用10V 铝电解电容选用铝电解电容，以下选用或者4V（这种很少见）铝电解电容，这是厂商选择的一般规律，我们在板卡上也会见到用在12V电源上的25V铝电解电容，甚至在CPU 的滤波部分看到10V的电解电容。
所以原铝电解电容耐压只做为参考，选用电容耐压的唯一的标准是电路的电压，如果选用固态电容，只要电路电压低于固态电容耐压即可，不需要考虑余量（事实上电容设计者已经根据常用电源电压留好了余量）。
容量的选择，电容容量的选择是根据电路中的电流（即功耗）来确定的，如CPU是主板中的耗电之王，在其周边我们就见到了密密麻麻的电解电容和高频瓷片电容，在显卡的GPU附近亦是如此，同样由于电解电容的误差大和老化后容量减小较大，在容量选择上也会留有很大的余量。
固态电容容量几乎不会减小，不用考虑老化后容量减小的问题，再者ESR值明显优于铝电解电容，所以在容量选择上固态电容有很大的空间，根据经验一般可选择为铝电解容量的四分之一或者更大，当然这个值不是绝对的，略有偏差，无关要紧。
大家对电解电容比较熟悉，对于电容的认识往往只记得容量及耐压值，没错，但忘却了关于电容品质的决定性因素[电容的材质]，当替换选择电解电容时，在体积允许的情况下，按照与原使用型号的容量耐压贴近的，高压替换低压，高容量替换低容量，都是正确的认识，但在固态电容的选择上，是不能按照这样传统的替换概念的，由于材料及工艺不同，在同等耐压及容量情况下，电解电容和固态电容对比，固态电容的体积要大出电解电容一倍以上由于固态电容材料价格与铝电解电容的材料价格是不能同日而语的，越大的越贵，固态已经很贵啦，没有必要做得那么大，更重要的是由于固态电容优秀的性能决定了小容量即可胜任更恶劣工作环境，再做大既已浪费。
MLCC选用
对于入门不久的设计工程师，对元件规格的数序（E12、E24等）没概念，会给出0. 5u F之类的不存在的规格出来。
即使是有经验的工程师，对于规格的压缩也没概念。
比如说，在滤波电路上，原来有人用到了 3.3u F的电容，他的电路也能用 3.3u F的电容，但他有可能偏偏选了一个没人用过的 4.7u F或 2.2u F的电容规格。
不看厂家选型手册选型的人，还会犯下面这种错误，比如选了一个0603/X7R/470p F/16V的电容，而事实上一般厂家0603/X7R/470p F的电容只生产50V及其以上的电压而不生产16V之类的电压了。
另外注意片状电容的封装有两种表示方法，一种是英制表示法，一种是公制表示法。
美国的厂家用英制的，日本厂家基本上都用公制的，而国产的厂家有用英制的也有用公制的。
一个公司所用到的电容封装，只能统一用一种制式来表示，不能这个工程师用英制那个工程师用公制。
否则会搞混乱。
极端的情况下，还会弄错。
比如说，英制的有0603的封装，公制的也有0603的封装，但是两者实际上是完全不同的尺寸的。
英制的0603封装对应公制的是1608，而公制的0603封装对应英制的却是0201！其实英制封装的数字大约乘以 2.5（前2位后2位分开乘）就成为了公制封装规格。
现在流行的是用英制的封装表达法。
比如我们常说的0402封装就是英制的表达法，其对应的公制封装为1005（1.0*0.5m m）。
另外，设计工程师除了要了解ML C C的温度性能外，还应该了解更多的性能。
比如Y5V介质的电容，虽然容量很大，但是，这种铁电陶瓷有一个缺点，在就是其静态容量随其直流偏置工作电压的增大而减少，最大甚至会下降70%。
比如一个Y5 V/50V/10u F的电容，在50V的直流电压下，其容量可能只有3u F！当然，不同的厂家的特性有差异，有的下降可能没这么严重。
如果你一定要用Y5V的电容，除了要知道其容量随温度的变化曲线图外，还必须向厂家索取其容量随直流偏置电压变化的曲线图（甚至是要容量温度直流偏置综合图）。
MLCC电容特性及注意事项
在采购和使用MLCC过程中应该注意哪些问题？MLCC（片状多层陶瓷电容）现在已经成为了电子电路最常用的元件之一。
MLCC表面看来，非常简单，可是，很多情况下，设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。
以下谈谈MLCC选择及应用上的一些问题和注意事项。
MLCC虽然是比较简单的，但是，也是失效率相对较高的一种器件。
失效率高，一方面是MLCC结构固有的可靠性问题，另外还有选型问题以及应用问题。
由于电容算是“简单”的器件，所以有的设计工程师由于不够重视，从而对MLCC的独有特性不了解。
在理想化的情况下，电容选型时，主要考虑容量及耐压两个参数就够了。
但是对于MLCC，仅仅考虑这两个参数是远远不够的。
使用MLCC，不能不了解MLCC的不同材质和这些材质对应的性能。
MLCC的材质有很多种，每种材质都有自身的独特性能特点。
不了解这些，所选用的电容就很有可能满足不了电路要求。
举例来说，MLCC常见的有C0G(也称NP0)材质，X7R材质，Y5V 材质。
C0G的工作温度范围和温度系数最好，在 -55°C至+125°C的工作温度范围内时温度系数为0 ±30ppm/°C。
X7R次之，在-55°C至+125°C的工作温度范围内时容量变化为±15%。
Y5V 的工作温度仅为-30°C至+85°C，在这个工作温度范围内时其容量变化可达-22%至+82%。
当然，C0G、X7R、Y5V的成本也是依次减低的。
在选型时，如果对工作温度和温度系数要求很低，可以考虑用Y5V的，但是一般情况下要用X7R的，要求更高时必须选择COG的。
一般情况下，MLCC厂家都设计成使X7R、Y5V材质的电容在常温附近的容量最大，但是随着温度上升或下降，其容量都会下降。
仅仅了解上面知识的还不够。
由于C0G、X7R、Y5V的介质的介电常数是依次减少的，所以，同样的尺寸和耐压下，能够做出来的最大容量也是依次减少的。
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f ʾ 500kHz C1005X7R1E224K
C1608X7R1E474K
※以上为推荐产品，而并非对产品适配性的保证，敬请知悉。 ※请客户自行进行充分测试之后对产品的适配性进行判断。 ※请务必索取能够用于确认详细特性及规格的交货规格书，以确保能够更正确、安全地使用产品。
MLCC解决方案指南
钽电容器更换为MLCC
C2012X7S1A226M
f ʾ 500kHz C1608X7R1A105K C1608X7R1A225K
C2012X7R1A475K
1 2.2 4.7
Ta Cap Value (μF) 10
22 47 100
f ʾ 50kHz C1608X7R1C105K C2012X7R1C225K C2012X7R1C475K C3216X7R1C106K
MLCC解决方案指南
选择用于更换电解电容器的 最佳MLCC的方法
铝电解电容器 钽电容器
积层贴片陶瓷片式电容器
Step 1 通过工作电压决定额定电压
额定电压
工作电压 ~ 3, 5V ~ 8, 9V ~ 12, 15V ~ 18, 20V
陶瓷芯片电容器的额定电压 6.3V or 10V 10V or 16V 16V or 25V 25V or 50V
C3225X7R1C226K
Frequency f ʾ 100kHz C1608X7R1C105K C2012X7R1C225K C2012X7R1C475K C3216X7R1C106K
C3225X7R1C226K
f ʾ 500kHz C1608X7R1C105K C2012X7R1C225K
C2012X7R1C475K
Al Cap Value (μF) 10
22 47 100
f ʾ 50kHz C1608X7R1A105K C1608X7R1A225K
C2012X7R1A475K
Frequency f ʾ 100kHz C1608X7R1A105K
C1608X7R1A225K
f ʾ 500kHz C1005X7R1A224K
C1005X7S1A474K
Al Cap Value (μF)
Frequency
f ʾ 50kHz
f ʾ 100kHz
1 C1608X7R1C105K
2.2
C1608X7R1C105K
4.7 $93$,
10
22 $93$,
47 C2012X7R1C475K
100
f ʾ 500kHz C1005X7R1C224K
Step 2 根据用途决定MLCC 的容量
容量
用途 去耦用 平滑用 时间常数用
MLCC的容量标准 钽/铝电解的容量 导电性高分子的容量 钽/铝电解的容量 导电性高分子的容量 钽/铝电解的容量 导电性高分子的容量
Step 3 决定产品名称 请参考下一页中的更换简表
符号 0J or 1A 1A or 1C 1C or 1E 1E or 1H
Line Voltage
V ʽ 5V
Line Voltage
V ʽ 9V
Line Voltage
V ʽ 15V
Line Voltage
V ʽ 20V
Frequency
f ʾ 50kHz
f ʾ 100kHz
1
C1005X7S0J105K
C1005X7S0J105K
2.2 C1608X7R0J225K
C1608X7R0J225K
4.7 C2012X7R0J475K
C2012X7R0J475K
Ta Cap Value (μF) 10 C2012X7R0J106K
C2012X7R0J106K
22
47 $94+. $94+.
100
f ʾ 500kHz C1005X7S0J105K C1608X7R0J225K
22 47 100
f ʾ 50kHz C1005X7S0J105K C1608X7R0J225K
C2012X7R0J475K
Frequency f ʾ 100kHz
C1005X7S0J105K
f ʾ 500kHz $93",
$94+.
C1005X7S0J474K
1 2.2 4.7
C1608X7R1C474K
1 2.2 4.7
Al Cap Value (μF) 10
22 47 100
f ʾ 50kHz C1608X7R1E105K C2012X7R1E225K
C2012X7R1E475K
Frequency f ʾ 100kHz C1608X7R1E105K
C2012X7R1E225K
×10% ~ ×50% ~ ×20% ~ ×50% ~ ×100% ×100%
MLCC解决方案指南
铝电解电容器更换为MLCC
Line Voltage
V ʽ 5V
Line Voltage
V ʽ 9V
Line Voltage
V ʽ 15V
Line Voltage
V ʽ 20V
1 2.2 4.7
Al Cap Value (μF) 10
C4532X7R1E226M
f ʾ 500kHz C1608X7R1E105K C2012X7R1E225K
C2012X7R1E475Kபைடு நூலகம்
※以上为推荐产品，而并非对产品适配性的保证，敬请知悉。 ※请客户自行进行充分测试之后对产品的适配性进行判断。 ※请务必索取能够用于确认详细特性及规格的交货规格书，以确保能够更正确、安全地使用产品。
1 2.2 4.7
Ta Cap Value (μF) 10
22 47 100
f ʾ 50kHz C1608X7R1E105K C2012X7R1E225K C2012X7R1E475K C3216X7R1E106K
C4532X7R1E226M
Frequency f ʾ 100kHz C1608X7R1E105K C2012X7R1E225K C2012X7R1E475K C3216X7R1E106K
C2012X7R0J475K
1 2.2 4.7
Ta Cap Value (μF) 10
22 47 100
f ʾ 50kHz C1608X7R1A105K C1608X7R1A225K C2012X7R1A475K C2012X7R1A106K
C2012X7S1A226M
Frequency f ʾ 100kHz C1608X7R1A105K C1608X7R1A225K C2012X7R1A475K C2012X7R1A106K