如何为直流偏置降低陶瓷电容器的额定值

电器工程 电容器 陶瓷制品 降额
2022-02-03 11:37:00

我知道陶瓷帽的电容非常依赖于施加在端子上的直流偏压。在额定电压下,我测量到最多下降 70%,而且我听说它可以更高。这是两个数据点,一个是零电压,一个是额定电压的近似值。对于制造商不提供降额曲线的情况,我希望能够估计所需的降额。

从 TDK 应用笔记(应用视频?我们有这些东西的名字吗?),我抓住了这个情节。较小的电容元件经受较小的电容变化,较高电压的元件在工作电压下经受较小的电容变化,并且(未示出)较大的元件经受较小的电容变化。

上限降额曲线 来源https://www.youtube.com/watch?v=weUrWSFJCgk TDK 技术管:直流偏置对多层陶瓷电容器 (MLCC) 的影响

这个有标准曲线吗?例如,标准电容器放电曲线之类的东西。我希望能够适应数据点并插入低于额定电压的工作电压。除了订购组件和测量之外,是否还有其他技术来估算工作电压下的电容?

1个回答

始终参考数据表。由于实际上有数百种陶瓷系列的电容,因此每种材料类型的类型特性相似,但随着电容的增加而降低,如果您对电压进行高估,则会改善。

质量等级与成本和影响成反比,尽管除非您处理大量零件,否则质量等级很小。COG 是低 k 电介质,因此最大值非常有限。与其他家庭相比的价值。

对电压和压电不敏感的最佳方法是 COG,一种等效于 tempco 类别 NP0 的材料类型,即 Neg/pos/zero temp。系数 (<50ppm/'C) 还有其他材料字母类型对应于 N100、N200 等到 N1000,如左上图所示。P150 很少见,但用于线圈补偿。

右上方的下图显示了用于室温应用的高 k 介电常数 Y5V,与 X5R 相比成本最低。

下一行显示了采用 COG 与 X7R/Y5U 材料的给定小型 Murata 0402 SMD 封装的阻抗串联谐振频率 SRF。

在此处输入图像描述 接下来显示直流电压电容下降,对于 X7R/X5R,这些部件的下降幅度永远不会超过 30%,对于您的 TDK 图表 <=20%,如果您的电路灵敏度非常低,这是一个很好的通用类型。否则,您将选择 NP0。

接下来,交流阻抗随着交流电压的上升而下降,显示为非 COG 类型的电容上升。请注意,COG 的测量标准频率更高。 在此处输入图像描述

下面显示了 C 值的典型老化降低,通常通过在这些陶瓷材料类别的 70% 或 80% V 额定值下运行来定义。

最后通过这些 0402 SMD 部件的 VA、V 和 I 与 F 和 C 值的列线图显示 ESR 对陶瓷帽的影响及其散热能力。

如果您将电压降额 33%,由于所有供应商的 TDK 电源灵敏度比许多其他供应商都好,因此您至少可以预期 >80%C。对于 RF 中的高 Q 电容和 SMPS 滤波器的低 Q 电容,村田制作所在宽低 ESL 几何形状中也有许多出色的选择。