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智能手機中鉭電容的替換方案（嘯叫對策MLCC篇）

發(fā)布時間：2018-08-09 責任編輯：xueqi

【導讀】智能手機的GSM用PA電源中搭載鉭電容的例子有很多。本文將對智能手機上搭載的鉭電容（以下稱為Ta電容器）替換為多層陶瓷電容器（以下稱為MLCC）進行評估。
 
1、于評估對象
 
 
購買市場上出售的智能手機進行評估。電池電路的配線圖的一部分（本公司自行解析的結果）如下圖所示。
 
如圖所示，Ta電容器連接在GSM用PA的電源附近。
 

2、Ta電容器的替換方案
 
替換方案如下所示。替換產(chǎn)品選擇嘯叫對策用MLCC、ZRB18系列。如下面貼裝照片所示，貼裝面積減少50%。
 
【替換方案】
C1：Ta電容器100uF/3216size×1pcs→ 嘯叫對策用MLCC 22uF/6.3V/1608size×2pcss
 
 
 
 
3、Ta電容器替換評估
 
替換前后對以下特性進行了確認。
 
 
1）發(fā)射特性
PA電源的電容器會影響發(fā)射信號質(zhì)量，在替換電容器時需要確認發(fā)射特性。
 
2) 電壓變動
因為電源線的阻抗發(fā)生變化，噪聲重疊也有可能發(fā)生變化，所以需要確認電源線的電壓變動。
 
3) 嘯叫評估
GSM PA是在可聽頻率（217Hz）下的突發(fā)模式工作，所以需要進行嘯叫評估。在此，對音壓級進行評估。

4、發(fā)射特性和電壓變動評估
 
在下圖的測量中，進行發(fā)射特性和電壓變動的評估。
 
 
?發(fā)射特性的結果(1)
＜發(fā)射特性 GSM850MHz GSM900MHz mode＞
 
替換后的發(fā)射特性滿足GSM標準！
 
?發(fā)射特性的結果(2)
＜發(fā)射特性 GSM1800MHz GSM1900MHz mode＞
 
替換后的發(fā)射特性滿足GSM標準！
 
?電壓變動結果(1)
＜GSM850MHz模式、GSM900MHz模式的電壓變動結果＞
 
重疊在電源線上的噪聲等級變小?。?(改善7～8%)
 
?電壓變動結果(2)
＜GSM1800MHz模式、GSM1900MHz模式的電壓變動結果＞
 
重疊在電源線上的噪聲等級變小??！ (14～22%改善)
 
5、嘯叫評估
 
用下圖所示的測量系統(tǒng)評估音壓級。
 
評估時，首先評估相同容量的通用品MLCC，然后評估了嘯叫對策產(chǎn)品。
 
 
【音壓級的結果】
 
音壓級改善幾乎相同。（無顯著性差異）
 
6、評估結果總結
 
對連接在電池電路的GSM用PA電源線的Ta電容器的替換評估。
本次置換評估中，對GSM通信時的①發(fā)射特性、②蓄電池的電壓變動和③嘯叫進行評估。
 
1）發(fā)射特性
發(fā)射特性與初期幾乎一致。符合GSM標準。
 
2) 電壓變動評估
電壓變動⊿V比初期小7～22%。
 
3) 音壓級評估
音壓級和使用Ta電容相比實現(xiàn)了同等水平。
 
7、替換成MLCC的優(yōu)勢
 
還有其他替換成MLCC的優(yōu)勢嗎？如下所示。
 
 
【特性方面的優(yōu)勢】
 
 
由上圖可知，大于100kHz頻率時，與Ta電容器（MnO2) 100uF相比，盡管MLCC 22uF的靜電容量小，但其阻抗更小。這是因為MLCC的ESR、ESL更小。
 
可以說在高頻帶域，MLCC的靜噪效果更佳明顯?。?/div>
 
【自發(fā)熱（縱軸） vs. 紋波電流（橫軸）】
 
MLCC因為低ESR，所以自發(fā)熱變小。
 
【直流擊穿電壓特性】
 
MLCC耐異常電壓?。?/div>
 
8、總結
 
對GSM用PA電源線的Ta電容器的替換進行評估。
此外，為您介紹了替換成MLCC的優(yōu)勢。
 
發(fā)射特性•電壓變動•嘯叫對策
電壓變動⊿V比初期改善7～22%。
發(fā)射特性與初期幾乎一致。符合GSM標準。
音壓級和初期具有同等水平。
 
替換成MLCC的優(yōu)勢
MLCC因為低ESR•ESL，所以靜噪效果明顯。 
MLCC因為低ESR，所以自發(fā)熱小。 
MLCC耐電壓高。
 
本文的替換方案如下所示。
替換方案 C1：Ta電容器100uF/3216size×1pcs → 嘯叫對策用MLCC 22uF/6.3V/1608size×2pcs
替換產(chǎn)品型號：ZRB18AR60J226ME01
置請考慮替換方案。
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