1.前言
目前狀態(tài)是整個芯片市場，包括(MLCC) 的短缺日益嚴重，這種情況很可能會持續(xù)到 2023 年。片式多層陶瓷電容器 (Multi-layer Ceramic Capacitor 簡稱MLCC)是電子整機中主要的被動貼片元件之一，MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高頻率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特點。
2.MLCC的優(yōu)點
1、由于使用多層介質(zhì)疊加的結構，高頻時電感非常低，具有非常低的等效串聯(lián)電阻，因此可以使用在高頻和甚高頻電路濾波無對手；
2、無極性，可以使用在存在非常高的紋波電路或交流電路；
3、使用在低阻抗電路不需要大幅度降額；
4、擊穿時不燃燒爆炸，安全性高。
MLCC可適用于各種電路，如振蕩電路、定時或延時電路、耦合電路、往耦電路、平濾濾波電路、抑制高頻噪聲電路、旁路等。近年來還在DC/DC變換器電路、電荷泵變換器電路中得到了極其廣泛的應用。這些電源電路中的工作頻率已進步到1～3MHz，在這個頻率范圍內(nèi)MLCC有極好的性能，它不僅減小了能量損耗、紋波電壓，進步了轉(zhuǎn)換頻率，并且體積小，本錢低（取代了鉭電解），這對便攜產(chǎn)品具有重要意義
3.解決方案
所以芯片廠家現(xiàn)在正在尋求用聚合物或其他電容器類型代替陶瓷電容器。與競爭解決方案相比，TI D-CAP+? 控制模式多相控制器、轉(zhuǎn)換器和模塊（如TPSM831D31 ）可以幫助硬件設計人員減少其主板上的 MLCC 數(shù)量。
D-CAP+ 控制模式是 TI 專有的脈寬調(diào)制控制器和轉(zhuǎn)換器控制架構，可在輸入電壓和相數(shù)等變化條件下實現(xiàn)非常簡單的環(huán)路補償和出色的環(huán)路穩(wěn)定性。
它是一種電流模式恒定導通時間控制，它使用真正的電感器電流檢測實現(xiàn)，而不是 D-CAP2? 和 D-CAP3? 控制拓撲中使用的注入或仿真紋波電流方案。D-CAP+ 控制模式具有固定的穩(wěn)態(tài)導通時間和負載瞬態(tài)條件下的自適應關斷時間（交流響應），其中調(diào)整關斷時間并產(chǎn)生（拉入）更多脈沖以快速響應負載瞬變并保持輸出電壓處于穩(wěn)壓狀態(tài)。
由于導通時間受到調(diào)節(jié)，因此在非連續(xù)導通模式 (DCM) 中存在自然周期拉伸，從而在跨越連續(xù)導通模式和 DCM 邊界時產(chǎn)生更高的效率和平滑的控制。D-CAP+ 控制模式非常容易補償，并且不需要電壓模式控制架構中所需的復雜類型 3 補償電路。有關 D-CAP+ 控制模式的更多信息。
由于 D-CAP+ 控制模式對處理器/專用集成電路/現(xiàn)場可編程門陣列負載瞬態(tài)的響應速度比固定頻率控制架構快得多，因此它可以滿足嚴格的容差規(guī)范，而無需使用其他方式的 MLCC 數(shù)量需要放電或充電以向負載提供所需的能量。
圖 1 比較了 TI 電壓模式控制器與 D-CAP+ 控制器在此類負載瞬變期間的情況。該TPS53647 d-CAP +控制模式控制器具有較低的過沖和下沖，盡管具有較低的交越頻率。
圖 1：電壓模式和 D-CAP+ 控制器之間的負載瞬態(tài)響應比較
在與具有非 D-CAP+ 控制的競爭多相控制器進行比較時，結果是相似的。圖 2 比較了 1kHz 負載瞬態(tài)重復率下從 180A 到 240A 的 60A 負載階躍。D-CAP+ 控制器再次導致較低的過沖和下沖。這些結果在完全相同的條件下在相同的主板上復制。該TPS53681 d-CAP +控制器可以達到更好的負載瞬態(tài)響應和更快的輸出電壓穩(wěn)定。
圖 2：競爭器件與 TI 的 D-CAP+ 控制器之間的負載瞬態(tài)響應比較
作為最后一個示例，讓我們將中央處理器 (CPU) 供應商的參考設計與我們自己的 Vcore 設計進行比較。熱設計電流 (TDC) 為 116 A，而最大電流 (I MAX ) 為 395 A。
測試數(shù)據(jù)顯示，D-CAP+ 控制器可實現(xiàn)更快的負載瞬態(tài)響應，與 CPU 供應商參考設計相比，這意味著可顯著節(jié)省 MLCC。
表 1 總結了結果。D-CAP+ 控制解決方案仍然滿足 CPU 過沖和下沖規(guī)范，同時消除了 42 個 MLCC 和 >700 μF 的輸出電容。表 1 比較適用于任何 D-CAP+ 控制模式穩(wěn)壓器與競爭穩(wěn)壓器。
表 1：116-A TDC 和 395 I MAX設計的CPU 參考設計與 D-CAP+ 解決方案 MLCC 計數(shù)比較
MLCC 短缺不會很快消失。如果我們想減少設計物料清單中的 MLCC 數(shù)量，以便更快地將新項目推向市場，請考慮使用 TI 的 D-CAP+ 控制器、轉(zhuǎn)換器和模塊。
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