对智能手机Ta电容器替换为MLCC的评估

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。

2Ta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×2pcss

3Ta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)

＜发射特性 GSM850MHz GSM900MHz mode＞

替换后的发射特性满足GSM标准！

・发射特性的结果(2)

＜发射特性 GSM1800MHz GSM1900MHz mode＞

替换后的发射特性满足GSM标准！

・电压变动结果(1)

＜GSM850MHz模式、GSM900MHz模式的电压变动结果＞

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)

＜GSM1800MHz模式、GSM1900MHz模式的电压变动结果＞

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】

由上图可知，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。