C0G MLCC 比薄膜电容器更节省空间
薄膜电容器以其稳定性、低损耗特性以及可忽略不计的压电效应而著称,在高频和高精度模拟应用中尤其如此。然而,高电压多层陶瓷电容器 (MLCC) 现在可以在温度稳定性、频率响应和电压处理等关键领域匹敌或超越薄膜电容器。由于其表面贴装封装更小,MLCC 越来越多地成为许多现代应用的更优选择,尤其在节省空间是主要设计考量的应用中。
按照 IEC C0G 标准制造的具有 1 类电介质的 MLCC,正在蚕食传统上由薄膜电容器占据的应用领域,特别是在谐振电路或汽车电子设备中尺寸和精度非常重要的情况下。C0G 表示陶瓷电介质,其温度系数在 -55°C 至 +125°C 范围内为 0 ± 30 ppm/°C,且相当于电子工业联盟的负正零 (NP0) 标准功能。
Kyocera AVX 提供 C0G MLCC,为需要极其稳定的电容且随温度、电压和时间变化极小的设计提供了一个极具吸引力的选择。这类电容器适用于组件可预测性至关重要的电路,例如时序、滤波、阻抗匹配或射频设计的谐振部分。
MLCC 相对于薄膜电容器的优势
使用塑料或聚合物薄膜作为电介质的电容器具有出色的额定电压、低损耗以及在温度范围内非常稳定的电容,但通常比同等的 C0G MLCC 体积更大、重量更重。
市场对 C0G MLCC 电容器的需求正在激增,以满足智能手机、平板电脑、笔记本电脑和可穿戴设备以及电动汽车 (EV)、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和信息娱乐系统的需求。这类电容器的其他主要应用领域涵盖航空航天和国防、电信和工业电子,其中电容稳定性对于进行精确的控制和测量至关重要。
现代高电压 C0G MLCC 具有出色的温度稳定性,在很宽的温度范围内电容变化极小。这比 2 类 MLCC(例如 X7R)要稳定得多,可以媲美或者优于许多薄膜电容器(图 1)。
图 1:C0G 电容在整个温度范围内比其他电介质更稳定。(图片来源:Kyocera AVX)
C0G MLCC 具有极低的等效串联电阻 (ESR) 和等效串联电感 (ESI),可显著提升电力电子、射频电路和现代高速数字系统中效率、散热、噪声和稳定性。此外,根据高品质 (Q) 因素衡量,这类电容器的效率更高。
C0G MLCC 在精度和可靠性至关重要的领域越来越受欢迎,能够随着时间的推移以及在温度波动、湿度和电压偏置等环境压力下保持稳定一致的电气性能。
Kyocera 缩小了 MLCC 与其他产品的差距
在某些应用中,大电流的快速峰值会产生极高的热量,导致薄膜电容器的电介质软化和熔化。这反过来又会降低电容器通过红外辐射散热的能力,并加速热故障。
Kyocera 等厂商在性能方面已经明显缩小了 MLCC 与薄膜电容器的差距,同时在尺寸、集成潜力以及自动化装配条件下的可靠性方面也实现了超越。
Kyocera 的 C0G MLCC 可以替代薄膜电容器,它适用于许多需要优先考虑尺寸、重量和自动化装配的设计,例如 DC-DC 转换器、车载充电器 (OBC) 以及汽车或工业电子产品中的精密信号链。凭借高额定电压和汽车级可靠性 (AEC-Q200),C0G MLCC 成为一种备受青睐的替代方案,可以在更小、更坚固、可扩展的系统设计中实现更高的电容和电压。
过去,产品设计人员可能会为 DC-DC 转换器和 OBC 选择薄膜电容器,因为这种电容器具有出色的高额定电压、低损耗和强大的自愈特性。Kyocera C0G MLCC 可在汽车运行条件下实现高度稳定的电气性能,能以更小的尺寸和重量来适应紧凑型设计,以及通过低损耗来能提升效率,因此能够取代 EV OBC 中的薄膜电容器。
C0G 陶瓷是目前最稳定的电容器电介质之一,能在很宽的工作温度范围内不发生老化。因此,这种材料特别适合注重可靠性、小型化和性能优化型现代电动汽车中的电力电子设备。
Kyocera AVX 的 KAM 汽车 MLCC 系列包括了各种电容器,这些电容器会因为介电材料、电容范围、额定电压、外壳尺寸和其他因素而有所差异。该公司的 C0G KAM MLCC 在需要稳定电容和低损耗的汽车应用领域尤其引人注目,例如 LED 照明、传感器、音频电路、GPS、安全控制模块和触摸屏,但这些电容器也适用于非汽车应用,如工业电力系统和可再生能源。
例如,Kyocera AVX KAM32LCG2J333JU (图 2)具有出色的稳定性,其电容随温度、电压和时间的变化极小。该 MLCC 符合 AEC-Q200 汽车标准,电容为 0.033 µF,额定电压为 630 V,适用于电动汽车系统中常见的高电压环境。其尺寸为 0.126 in. 长 x 0.098 in.(3.20 mm x 2.50 mm)宽、0.110 in.(2.80 mm)高。
图 2:Kyocera 的 AVX MLCC。(图片来源:Kyocera AVX)
结语
当精度和稳定性在模拟、射频或电源设计中至关重要时,Kyocera 的 C0G (NP0) MLCC 在很宽的温度范围 (0 ± 30 ppm/°C) 内和施加直流偏置的条件下电容几乎不会发生变化。稳定一致性的性能使其成为关键任务环境下的理想之选,如汽车、医疗和工业应用。
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