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導電性高分子アルミ電解コンデンサアクセラレータの使用例

アクセラレータボードの市場トレンドと課題

市場トレンドと課題の画像1
市場トレンドと課題の画像2

デジタルトランスフォーメーション(DX)の浸透およびリモートワークの拡大にともない、PCなどのIT機器に求められるデータ処理能力が増えています。従来はウェブサイトの閲覧が主な利用用途でしたが、現在は動画編集や出先で作業ができる薄型・軽量のIT機器が好まれるため、必要なスペックが変化しました。
一方でデータセンターではディープラーニングと機械学習の機能が必要不可欠となり、大量のデータを高速に処理することが求められています。
それ故、IT機器は小型かつ大容量のデータ処理能力が求められます。そこで、IT機器の処理能力を上げる「アクセラレータボード」が重要視されるようになりました。

現行のアクセラレータボードの課題

アクセラレータボードは分散型の高速処理が求められるため、最先端の半導体技術による高密度ICが使われ、微細化にともなう電源回路の低電圧と、搭載されるセル数の増加にともなう大電流化が進んでいます。
上記の理由から、電源ノイズを抑制し、かつ高負荷時にも電圧が安定することが重要です(→ 1 低リップルノイズ2 負荷変動に対する電圧変動安定性)。
また、大電流を使用するため、発熱により熱がこもる懸念があります。したがって、高密度ICの上面に熱効率のよい大型ヒートシンクが搭載できるように、周辺の電子部品の製品高さを合わせる必要があります。

キャパシタの役割

前述のとおり、昨今アクセラレータボードは「低電圧」「大電流」がトレンドです。それにともない、部品に関しては「大容量」「低ESR」「低背」の機能を持つ必要があります。

ムラタの高分子コンデンサECAS シリーズの特長

ムラタの高分子コンデンサは、低ESR、低インピーダンス、大容量という特長を有しています。
さらに、静電容量のDCバイアス特性がなく、温度特性も安定しているためリップル吸収、平滑、過渡応答性能に優れています。
そのため、各種電源回路の入出力段の平滑用途や、CPU周辺の負荷変動に対するバックアップ用途に最適です。
これにより、部品点数の削減や基板面積の縮小に貢献します。

使用回路例

下記のような回路で、ECASシリーズをご使用いただけます。
ECASシリーズは低背部品であり、周辺の電子部品の製品高さを合わせることができます。

使用回路例の図
推奨品番
Volt. Cap. 品番
25V 15 ECASD31E156M040KA0
22 ECASD31E226M040KA0
33 ECASD41E336M040KA0
16V 47 ECASD31C476M040KA0
68 ECASD41C686M040KA0
 
Volt. Cap. 品番
2.5V 330 ECASD40E337M006KA0
470 ECASD40E477M4R5KA0
470 ECASD40E477M006KA0
ケースサイズについて
Code L W T
D3 7.3±0.3 4.3±0.2 1.4±0.1
D4 7.3±0.3 4.3±0.2 1.9±0.1
D6 7.3±0.3 4.3±0.2 2.8±0.3

ECASD◯************:D◯が寸法コードです。
(例)ECASD40E477M006 / 寸法コード:D4

ECASシリーズを使用するメリット

1 低リップルノイズ

低ESR特性を有するECASシリーズは、リップルノイズ除去性能に優れています。

低ESRの図 【シミュレーション結果】

2 負荷変動に対する電圧変動安定性

大容量特性を有するECASシリーズは、電流量の大きなアプリケーションにおいて負荷側の変動に対する安定性に優れています。

タンタルコンデンサを用いた場合
ECASシリーズを用いた場合

他のコンデンサとの比較

1 タンタルコンデンサに対するメリット

低ESR

ECASシリーズはタンタルコンデンサに比べて低いESRであるため、より小さいリップルノイズを実現できます。

低ESRのグラフ

信頼性

ECASシリーズはタンタルコンデンサに比べて安定した信頼性を有しており、セットの安定した動作に貢献します。

信頼性のグラフ ※ 試験条件:高温負荷

2 MLCCに対するメリット

大容量による数量削減

ECASシリーズはMLCCに比べて大容量かつ電圧依存性がないため、多数のMLCCを使用しているアプリケーションにおいて員数削減、セットの小型化をすることができます。

Item トータル実効容量@1.8V 個数 トータル面積
ECAS 470µF/2.5V 470 1 31.4
MLCC 100µF/6.3V 491 6 40

温度変化・電圧変化に対する容量安定性

MLCCは直流電圧や温度が変化すると実効容量が変化します。
それに対しECASシリーズは、直流電圧や温度に対する容量変化がほとんどないため、安定した電源設計にご利用いただけます。

温度変化・電圧変化に対する容量安定性のグラフ1
温度変化・電圧変化に対する容量安定性のグラフ2

アプリケーションノート

アクセラレータ使用例のPDF資料もご用意しております。
以下よりダウンロードしてご活用ください。

アクセラレータボードのアプリケーションノート (PDF: 0.3 MB)