为什么对MLCC的功率要求如此之高？

随着智能电子，自动化和传感器在工业和汽车环境中的普及，对电源数量和性能的要求也越来越高。特别是，低EMI已成为关键功率参数的更重要考虑因素。
除此之外，它还包括常规要求，例如解决方案尺寸小，效率高，热性能，坚固性和易用性。在过去的几年中，多层陶瓷电容器（MLCC）的价格急剧上涨。
原因是汽车，工业，数据中心和电信行业中使用的电源数量增加。陶瓷电容器用于电源的输出，以减少输出纹波并控制由于高摆率负载瞬变而引起的输出电压过冲和下冲。
该输入需要陶瓷电容器来去耦和过滤EMI，因为在高频下，它具有较低的ESR和较低的ESL。为了提高工业和汽车系统的性能，有必要将数据处理速度提高几个级别，并在微处理器，CPU，片上系统（SoC），ASIC和FPGA上集成更多功耗更高的设备。
这些复杂的设备类型需要多个稳压电源轨：内核的电压通常为0.8 V，DDR3和LPDDR4的电压通常为1.2 V和1.1 V，外围设备和辅助组件的电压通常为5 V，3.3 V和1.8V。降压（step-down）转换器广泛用于调节电池或直流母线提供的功率。
例如，汽车中先进的驾驶员辅助系统（ADAS）产品组合极大地增加了陶瓷电容器的使用。随着电信行业开始采用5G技术，还需要高性能电源，这也将大大提高陶瓷电容器的使用率。
内核的电源电流从几安培增加到数十安培，并且严格控制电源纹波，负载瞬态过冲/下冲和电磁干扰（EMI），所有这些都需要额外的电容器。较高的电源工作（开关）频率可以减少瞬变对输出电压的影响，减少电容要求和整个解决方案的尺寸，但是较高的开关频率通常会导致开关损耗增加和整体效率降低。
先进的微处理器，CPU，SoC，ASIC和FPGA是否可以要求极高的电流来避免这种折衷并满足瞬态要求？ ADI的单芯片静音切换器2系列降压稳压器有助于实现紧凑性解决方案尺寸，高电流能力和高效率，更重要的是，还具有出色的EMI性能。 LTC7151S单芯片降压型稳压器使用Silent Switcher 2架构来简化EMI滤波器设计。
谷值电流模式可以降低输出电容器的要求。让我们看一下适用于SoC的20 V输入至1 V，15 A输出解决方案。
用于SoC的20 V输入，15 A解决方案图1显示了适用于SoC和CPU电源应用的1 MHz，1.0 V，15 A解决方案，其中输入通常为12 V或5 V，并且可能在3.1 V至20 V之间波动仅在输入和输出电容器，电感器，几个小电阻器和电容器之间形成完整的电源。该电路易于修改以生成其他输出电压，例如1.8 V，1.1 V和0.85 V，最高可达0.6V。
输出轨的负返回电压（至V引脚）使其能够实现远程反馈检测负载附近的输出电压的最大值，最大程度地减小了由电路板路径的电压降引起的反馈误差。图1所示的解决方案使用LTC7151S Silent Switcher 2稳压器，该稳压器使用高性能集成MOSFET和28引脚耐热增强型4 mm×5 mm×0.74 mm LQFN封装。
通过谷值电流模式实现控制。内置保护功能，以减少外部保护组件的数量。
顶部开关的最短接通时间仅为20 ns（典型值），可以在极高的频率下直接降压至内核电压。热管理功能支持可靠，连续地提供高达15 A的电流，20 V的输入电压，无散热或无气流，因此非常适合SOC，FPGA，DSP，GPU和电信，工业，运输和汽车应用器用。
LTC7151S的输入范围很广，可以用作中间转换器，以支持多个下游负载点或在5V或3.3V时高达15A的LDO稳压器。图1MHz，15A降压型稳压器的原理图和效率用于SoC和CPU。