电容器
智能手机中钽电容的替换方案（啸叫对策MLCC篇）
智能手机的GSM用PA电源中搭载钽电容的例子有很多。本文将对智能手机上搭载的钽电容（以下称为Ta电容器）替换为多层陶瓷电容器（以下称为MLCC）进行评估。
1. 关于评估对象
购买市场上出售的智能手机进行评估。电池电路的配线图的一部分（本公司自行解析的结果）如下图所示。
如图所示，Ta电容器连接在GSM用PA的电源附近。
2. Ta电容器的替换方案
替换方案如下所示。替换产品选择啸叫对策用MLCC、ZRB18系列。如下面贴装照片所示，贴装面积减少50％。
替换方案
C1：Ta电容器100uF/3216size×1pcs → 啸叫对策用MLCC 22uF/6.3V/1608size×2pcs
3. Ta电容器替换评估
替换前后对以下特性进行了确认。
1）发射特性
PA电源的电容器会影响发射信号质量，在替换电容器时需要确认发射特性。
2）电压变动
因为电源线的阻抗发生变化，噪声重叠也有可能发生变化，所以需要确认电源线的电压变动。
3）啸叫评估
GSM PA是在可听频率（217Hz）下的突发模式工作，所以需要进行啸叫评估。在此，对音压级进行评估。
4. 发射特性和电压变动评估
在下图的测量中，进行发射特性和电压变动的评估。
发射特性的结果（1）
替换后的发射特性满足GSM标准。
发射特性的结果（2）
替换后的发射特性满足GSM标准。
电压变动结果（1）
重叠在电源线上的噪声等级变小。（改善7～8％）
电压变动结果（2）
重叠在电源线上的噪声等级变小。（14～22％改善）
5. 啸叫评估
用下图所示的测量系统评估音压级。
评估时，首先评估相同容量的通用品MLCC，然后评估了啸叫对策产品。
音压级的结果
音压级改善几乎相同。（无显著性差异）
6. 评估结果总结
对连接在电池电路的GSM用PA电源线的Ta电容器的替换评估。
本次置换评估中，对GSM通信时的①发射特性、②蓄电池的电压变动和③啸叫进行评估。
1）发射特性
发射特性与初期几乎一致。符合GSM标准。
2）电压变动评估
电压变动⊿V比初期小7～22％。
3）音压级评估
音压级和使用Ta电容相比实现了同等水平。
7. 替换成MLCC的优势
还有其他替换成MLCC的优势吗？如下所示。
特性方面的优势
由下图可知，大于100kHz频率时，与Ta电容器（MnO2）100uF相比，尽管MLCC 22uF的静电容量小，但其阻抗更小。这是因为MLCC的ESR、ESL更小。
可以说在高频带域，MLCC的静噪效果更佳明显。
自发热（纵轴） vs. 纹波电流（横轴）
MLCC因为低ESR，所以自发热变小。
直流击穿电压特性
MLCC耐异常电压。
8. 总结
对GSM用PA电源线的Ta电容器的替换进行评估。
此外，为您介绍了替换成MLCC的优势。
发射特性•电压变动•啸叫对策
- 电压变动⊿V比初期改善7～22％。
- 发射特性与初期几乎一致。符合GSM标准。
- 音压级和初期具有同等水平。
替换成MLCC的优势
- MLCC因为低ESR•ESL，所以静噪效果明显。
- MLCC因为低ESR，所以自发热小。
- MLCC耐电压高。
本文的替换方案如下所示。
替换方案 C1：Ta电容器100uF/3216size×1pcs → 啸叫对策用MLCC 22uF/6.3V/1608size×2pcs
替换产品型号：ZRB18AR60J226ME01
置请考虑替换方案。期待合作。
