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开关电源输入/输出电容器从MLCC替换为混合电容器的案例
近年来，多层陶瓷电容器（MLCC）通常用作开关电源电路的输入和输出电容器。尽管具有卓越的ESR和ELS特性的MLCC可用于开关电源，但它们并非没有诸如大容量，大数量和成本之类的问题。本文介绍了用导电聚合物混合铝电解电容器（“混合电容器”）代替这些MLCC的案例。
取代用作开关电源电路输入电容器的MLCC
开关电源电路的输入需要输入电容器，通常称为CIN。输入电容器的作用是使由于功率晶体管的开关而引起的放电产生的纹波电流和来自输入电源的电荷，由于输入电压的波动而引起的纹波电流等能够稳定输入电压并减少由这些引起的噪声潮流。因此，输入电容器需要与开关电流兼容的纹波电流额定值，包括发热在内的温度额定值，低ESR（等效串联电阻）等。通常，MLCC，铝电解电容器等用作输入电容器。特别是，具有出色的ESR和ESL（等效串联电感）特性的小型MLCC通常用作输入电容器。然而，
混合电容器是其电解质与导电聚合物和电解质液体融合的电容器，具有展示导电聚合物和电解质液体两者的优点的优异特性，并且具有大容量，低ESR，低泄漏电流和高可靠性。
・更换MLCC的实例：汽车ECU（车身控制单元）中的降压DC / DC转换器
在这种情况下，将开关电源电路的输入电容器MLCC替换为混合电容器。该降压型DC / DC转换器的开关频率为100 kHz-300 kHz，并且使用两个电容相对较大的50 V，10 µF（3225 mm）MLCC作为输入电容器。这些MLCC可以用一个50V，22µF（Φ6.3x 5.8mm）混合电容器代替。
之所以可以进行这种替换，是因为如右上角的频率特性图所示，此混合电容器的阻抗等于或低于在该步骤的开关频率范围为100 kHz-300 kHz的MLCC的阻抗降压DC / DC转换器。
但是，基于该曲线图可以假定，因为MLCC的阻抗在高频范围内较低，所以高频降噪效果较高。如果实际要解决高频噪声问题，那么可以通过添加用于解耦等的小容量通用MLCC来降低高频范围内的阻抗。
右下方的图表显示了将0.1 µF和4.7 µF MLCC添加到混合电容器时的频率特性。它表明在高频范围内阻抗的提高。
替换用作开关电源电路输出电容器的MLCC
开关电源电路的输出需要输出电容器（COUT），例如，在降压DC / DC转换器中，它们与输出电感器一起构成LC滤波器并平滑输出电压。输出电容器通过以输出电流为中点进行切换来重复三角纹波电流（电感器电流）的充电和放电。为了降低使用输出电容器的开关电源的输出纹波电压，采用了降低ESR和增加电容的方法。ESR是一个重要因素，因为输出纹波电压仅与纹波电流和ESR成正比。通常，MLCC，铝电解电容器等用作输出电容器。
・更换MLCC的实例：电动汽车（EV）隔离式降压DC / DC转换器
这是一个案例示例，其中将电动汽车用隔离降压型DC / DC转换器的输出电容器从具有MLCC +铝电解电容器的配置替换为具有混合电容器的配置。原始输出电容器由40个并联的25V，10µF（3216尺寸）MLCC和两个并联的25V，330µF（ø10x 10.2 mm）铝电解电容器组成。可用并联的十二个25V，330μF（ø10x 10.2 mm）混合电容器代替。（10×10.2mm）
之所以可以进行这种替换，是因为该隔离式降压型DC / DC转换器的开关频率范围为100 kHz-300 kHz，并且在该频率范围内使用混合电容器的配置的ESR和阻抗等于或低于该范围。 MLCC +铝电解电容器的原始配置。
该图显示了使用MLCC和铝电解电容器的原始配置（黑色）的频率特性，以及使用混合电容器的替代配置（粉红色）的频率特性。每条实线表示阻抗，每条虚线的ESR特性。就ESR和100
kHz-300 kHz阻抗（这是DC / DC转换器的开关频率范围）的特性而言，使用混合电容器的配置更好。当高频噪声成为问题时，如更换输入电容器所述，可以通过添加小容量MLCC进行纠正。