圖1：利用多層陶瓷電容器的動態模型計算阻抗值的事例

 

近年來，隨著電子設備信號高速化、元(yuan)件(jian)數(shu)量(liang)增(zeng)加(jia)以(yi)及(ji)高(gao)密(mi)度(du)貼(tie)裝(zhuang)化(hua)
，設(she)計(ji)難(nan)度(du)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)大(da)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)為(wei)了(le)降(jiang)低(di)試(shi)製(zhi)成(cheng)本(ben)，減(jian)少(shao)試(shi)製(zhi)實(shi)驗(yan)次(ci)數(shu)，充(chong)分(fen)利(li)用(yong)電(dian)路(lu)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)，就(jiu)必(bi)須(xu)要(yao)在(zai)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)實(shi)現(xian)準(zhun)確(que)率(lv)較(jiao)高(gao)的(de)設(she)計(ji)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)高(gao)精(jing)度(du)的(de)模(mo)擬(ni)，必(bi)須(xu)設(she)定(ding)高(gao)精(jing)度(du)元(yuan)件(jian)樣(yang)品(pin)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)高(gao)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)能(neng)夠(gou)顯(xian)示(shi)出(chu)溫(wen)度(du)和(he)DC偏置電壓的依存性
，因為在不同條件下，容量和ESR（Equivalent Series Resistance
，等價串聯阻抗，電容器阻抗值的實數成分)的變動也不可忽視。例如
，設計DC-DC轉換器時，除了DC偏置電壓的依存性外，還要考慮發熱引起的溫度依存性（圖2）。

 

圖2：與靜電容量值的溫度和DC偏置電壓相對的依存性

 

在(zai)進(jin)行(xing)這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)時(shi)，如(ru)果(guo)能(neng)有(you)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)電(dian)路(lu)的(de)操(cao)作(zuo)條(tiao)件(jian)動(dong)態(tai)反(fan)映(ying)其(qi)依(yi)存(cun)性(xing)的(de)元(yuan)件(jian)模(mo)型(xing)，將(jiang)會(hui)大(da)有(you)幫(bang)助(zhu)。村(cun)田(tian)提(ti)供(gong)的(de)多(duo)層(ceng)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)模(mo)型(xing)（Murata''s dynamic model，能夠動態反映特性差異原因的模擬用元件模型）通過電路模擬
，能夠高精度並且動態地反映溫度和施加DC偏置電壓時的特性。這是如何實現的呢
？簡單來說，等價電路模型在常溫（25℃）下的DC偏置以0V靜態模型（Murata''s static model
，指定條件時的元件模型。僅有電路的基本要素(R、L、C)構成）為基準，將它與被稱作工作電源的電源模型並聯連接。因為電源模型會根據溫度和施加的DC偏置電壓自動計算容量和ESR的變化部分，所以成為了動態反映這些依存性的結構。

 

構成村田動態模型的元件基本上能對應DC解析、AC解析
、過guo渡du解jie析xi等deng各ge種zhong各ge樣yang的de解jie析xi，因yin此ci能neng夠gou有you效xiao實shi施shi高gao準zhun確que率lv的de電dian路lu設she計ji。目mu前qian，對dui應ying各ge軟ruan件jian的de模mo型xing程cheng序xu庫ku可ke以yi在zai村cun田tian官guan網wang下xia載zai使shi用yong，這zhe些xie模mo型xing程cheng序xu庫ku已yi被bei眾zhong多duo客ke戶hu使shi用yong，並bing備bei受shou好hao評ping。

 

此外
，村田官網上的設計輔助工具SimSurfing同樣可以通過圖表確認使用動態模型計算的各種各樣的特性。例如，可通過多個元件改變DC偏置電壓的同時
，簡單比較阻抗的頻率特性。在SimSurfing上輸入任意溫度和DC偏置電壓，都能夠輸出輸入條件下的S參數和SPICE網表。輸出的SPICE網表是僅通過電路的基本要素（R, L, C）構gou成cheng的de靜jing態tai模mo型xing，因yin此ci模mo擬ni器qi在zai不bu對dui應ying動dong態tai模mo型xing時shi和he減jian少shao計ji算suan量liang負fu荷he時shi非fei常chang有you效xiao。靜jing態tai模mo型xing不bu能neng自zi動dong匹pi配pei電dian路lu上shang任ren意yi條tiao件jian，在zai指zhi定ding唯wei一yi條tiao件jian時shi與yu動dong態tai模mo型xing嚴yan格ge一yi致zhi。

 

圖3：多層陶瓷電容器的動態模型（事例）

 

表1：村田各種電路模擬器用的模型公開狀態

 

我們可以用DC-DC轉換器的特性解析中使用的動態模型的案例進行說明。圖4是降壓型DC-DC轉換器的電路圖，將輸出端子的電壓測定值和模擬值進行了比較。

 

圖4：降壓型DC-DC轉換器的電路圖

 

動態模型適用於輸出電路的平滑電容器，為方便比較
，結合使用傳統靜態模型（常溫、DV電壓0V）時的計算值進行展示。測量條件和計算條件的各種因素如表2所示。圖5是輸出端子中紋波電壓（左）和由於負荷變動導致的電壓瞬態響應（右）。紋波電壓通過除去直流成分的值進行比較
，可以看出動態模型更接近。此外，瞬態響應是指負荷由55Ω變到0.5Ω（電流由0,5A變為5A）shidedianboboxing，fuhebiandonghou，shuchudianyadezhijisuxiajiang，dongtaimoxingdejisuanzhiheceliangzhixiangduiyizhi。dianyahuibufensuizhezhiliudianliudezengdaerzhubupansheng，suirangonglvdianganqidetexingshoudaoleyingxiang
，danyouyubencigonglvdianganqibushiyongyudongtaimoxing，yincichanshenglexuduochayi。

 

表2：測量條件和計算條件的各種要素

 

圖5：輸出端子中紋波電壓和負荷變動引起的電壓瞬態響應（右）

 

bunankanchu，cuntianshishidedongtaimoxingdezhichengfangfajuyoujigaodetongyongxing
，fangbianyongyuqitachanpin。gonglvdianganqijuyouyicuncailiaodewulixingzhidezhiliuzhongdietexing

，ercuntiandedongtaimoxingyounenggoufanyingzhiliudianliudezukangzhiheQzhideyicunxing。yinci，ruguoheduocengtaocidianrongqiyiqishiyongdehua，nenggoujinxinggenggaojingdudemoni。zaiduiyingdongtaimoxingdechengxukufangmian，jinhoucuntianyejiangtigonggengduodemoni，tongshijiangbuduankuochongxinjisuangongnengheduiyingpinzhong，manzukehugezhonggeyangdexuqiu。（圖6）

 

圖6：未來展望

 

隨著產業的不斷進步
，產品研發、設計對信號(SI)
、電源(PI)、電磁幹擾(EMI)dengpinzhideyaoqiujinyibutigao，tigaofanyingyuanjianzhongyaotexingdegaojingdumoxingbiandeyuefazhongyao。xianran
，cuntiandedongtaimoxingnenggouhenhaodimanzuzhexieqiwang，jinhoucuntianhaijiangjixukuochongshiyongpinzhonghejineng，jixuzhiliyushiyongdianlumonidekaifa
、設計。