聚合物铝电解电容器USB Power Delivery的使用示例

USB Power Delivery的市场趋势与课题

USB Power Delivery的使用示例图片
市场趋势和课题图片

如今,USB已经与TypeC通用。以前的标准只能为智能手机等小型数码设备供电,但是由于USB PD(USB PowerDelivery)标准的出现,现在可以为笔记本电脑等耗电量大的大型数码设备供电。新的USB PD标准将最大供电功率从100w提高到240w(48V/5A),大幅缩短了充电时间、实现连接器统一化、不用另购适配器等,可使用户获得大益处,今后该用途的不断普及亦值得期待。

  • USB PD是“USB Power Delivery”的缩写

USB PD中使用的电容器所需的性能

村田的聚合物电解电容器 ECAS系列的特点

村田的聚合物电解电容器具备低ESR、低阻抗与大容量的特点。
此外,由于没有静电电容的DC偏压特性,亦具备稳定的温度特性,因此具有良好的纹波吸收、平滑滤波、过渡响应性能。
因此,可用于各种电源电路输入输出级的平滑滤波及对CPU周边负载变动的备用。
由此为削减部件数量及缩小电路板面积做贡献。

使用的电路示例

可以下图所示的电路进行使用。
USB PD是以在电源通电的状态下拔插为前提的规格,因此为了抑制突入电流和噪声,为电源线配备大容量电容器已成为必要。
此外受设备尺寸的限制,要求满足小型且低矮的条件。

使用的电路示例图片

使用ECAS系列的好处

低噪声

ECAS系列没有因压电效应而产生的机械振动,因此与MLCC相比,它的噪声极低,能够解决令人不快的噪声问题。

  1. 传统MLCC图片
  2. ECAS系列图片

大容量(组件的小型化)

作为小型电容器,有并列连接多个MLCC使用的案例。
ECAS系列与MLCC相比,容量大且没有DC偏压特性,因此在需要静电容量且使用多个MLCC的应用中,可以削减部件数量,实现组件小型化。

通过容量大减少数量图片
Item 总有效容量@12V 个数 总面积
ECAS 100uF/16V 100 1 31.39
MLCC 47uF/16V 99 9 72

相对于温度变化和电压变化的容量稳定性

MLCC具有DC偏压特性和温度特性,若直流电压与环境温度发生变化,有效容量就会发生变化。
针对此,ECAS系列的静电电容几乎不会随着DC偏压和温度而改变,因此无需考虑静电电容因温度和施加电压的变化,可以用于稳定的电源设计。

相对于温度变化和电压变化的容量稳定性图形1
相对于温度变化和电压变化的容量稳定性图形2

与其他电容器之间的比较

与罐状铝电解电容器的比较

减小高度

ECAS系列为低矮型部件,可为使用USB-PD的显示器的纤薄化和时尚化做出贡献。
如此一来,可实现被称为极窄边框显示器(无边框显示器)的显示画面纤薄、且显示范围更宽的便于浏览的显示器。
因此,即使在作业空间狭窄的办公区域内,也可轻松安装。
此外,现今随着远程工作模式的普及,为了提高工作效率,考虑在家中安装显示器的用户亦有所增加。为此,在家中无需考虑安装空间就可利用的纤薄型显示器的需求趋于增加。进而,最近亦推出了携带式显示器,可在出行目的地进行作业,可谓是薄型化的一大进步。

与罐状铝电解电容器比较图片
Item 产品高度(最大)
ECAS 47uF/16V 2.0mmT
罐状铝电解电容器 47uF/16V 4.5mmT
  1. 使用罐状铝电解电容器的传统电脑和显示器图片
  2. 使用ECAS系列的薄型电脑和显示器图片

与钽电容器比较

可靠性

与钽电容器相比,ECAS系列具有更稳定的可靠性,有助于装置稳定工作。

可靠性图形 * 测试条件:高温负载

因意外故障导致短路时的比较

与钽电容器相比,ECAS系列更加难以燃烧,因此即使因偶然发生的故障,ECAS系列的着火风险也极低。

ECAS系列

ECAS系列图片

钽电容器

与钽电容器图片

应用指南

我们还备有USB Power Delivery的使用示例的PDF资料。
请通过以下方式下载使用。

USB Power Delivery(USB PD)应用指南 (PDF: 0.3 MB)