Herabstufung eines Keramikkondensators für DC-Vorspannung

Ich verstehe, dass die Kapazität einer Keramikkappe stark von der an die Anschlüsse angelegten Gleichstromvorspannung abhängt. Bei Nennspannung habe ich eine Abnahme von bis zu 70 % gemessen, und ich habe gehört, dass sie höher gehen kann. Das sind zwei Datenpunkte, einer bei Nullspannung und ein ungefährer Wert bei Nennspannung. Für Fälle, in denen der Hersteller die Derating-Kurven nicht zur Verfügung stellt, möchte ich das erforderliche Derating abschätzen können.

Aus einer TDK-App-Note (App-Video? Haben wir schon einen Namen für diese Dinge?) habe ich diese Handlung herausgegriffen. Kleinere Kapazitätskomponenten erleiden eine geringere Kapazitätsänderung, Komponenten mit höherer Spannung erleiden eine geringere Kapazitätsänderung bei der Betriebsspannung, und (nicht gezeigte) größere Komponenten erleiden eine geringere Kapazitätsänderung.

Cap-Derating-KurveQuelle https://www.youtube.com/watch?v=weUrWSFJCgk TDK Tech Tube : DC-Bias-Effekt auf mehrschichtige Keramikkondensatoren (MLCC)

Gibt es dafür eine Standardkurve? So etwas wie zum Beispiel eine Standard-Kondensatorentladungskurve. Ich möchte in der Lage sein, die Datenpunkte anzupassen und für eine Betriebsspannung irgendwo unterhalb der Nennspannung zu interpolieren. Gibt es andere Techniken, außer das Bauteil zu bestellen und zu messen, um die Kapazität bei Betriebsspannung abzuschätzen?

Als ich das letzte Mal nachgesehen habe - nein. Jeder Hersteller, jede Größe und jedes Dielektrikum hat seine eigene Kurve.
Ich habe in LTpowerCAD festgestellt, dass die Kappen C nominal, C bei halber Nennspannung und C bei Nennspannungsfeldern haben. Ich frage mich, ob jemand einen Einblick hat, wie sie das tun? Parabel anpassen? SPICE-Sim hinter den Kulissen?
Wie @winny sagt, scheint es erhebliche Unterschiede zwischen den Herstellern zu geben. Oft müssen Sie über das Datenblatt hinausgehen, um Software oder webbasierte Informationen des Herstellers zu verwenden. Wenn sie es nicht liefern, tappen Sie im Dunkeln.
Peripherie: Da Sie sich mehr für keramische Eigenschaften interessieren als viele (wie man sollte :-) ). Beachten Sie, dass Keramikkappen ein Klingeln zeigen können, wenn sie mit einer Stufenwellenform getroffen werden, und es ist bekannt, dass sie beispielsweise beim Einschalten Spannungsspitzen verursachen, die hoch genug sind, um beispielsweise nachfolgende Regler zu zerstören. | Es können Mikrofoneffekte auftreten - Perkussion zu Signal.

Antworten (1)

Beachten Sie immer die Datenblätter. Da es buchstäblich Hunderte von Keramikkappenserien gibt, sind die allgemeinen Eigenschaften für alle Materialtypen ähnlich, verschlechtern sich jedoch mit zunehmender Kapazität und verbessern sich, wenn Sie die Spannung überbewerten.

Die Qualitätsstufen stehen in umgekehrter Beziehung zu Kosten und Auswirkungen, obwohl sie geringfügig sind, es sei denn, Sie handeln mit großen Stückzahlen von Teilen. COG sind Dielektrika mit niedrigem k, daher sehr begrenzt in max. Wert im Vergleich zu anderen Familien.

Am besten für Spannungs- und Piezounempfindlichkeit sind COG, ein Materialtyp, der der Tempco-Kategorie NP0 entspricht, auch bekannt als Neg/pos/zero temp. Koeffizient (<50ppm/°C) Es gibt andere Typen von Materialbuchstaben, die N100, N200 usw. bis N1000 entsprechen, die im ersten Diagramm oben links gezeigt werden. P150 sind selten, existieren aber zur Spulenkompensation.

Das nächste Diagramm oben rechts zeigt die High-k-Dielektrizitätskonstante Y5V, die für Raumtemperaturanwendungen vorgesehen ist, die im Vergleich zu X5R die niedrigsten Kosten haben.

Die nächste Zeile zeigt die Resonanzfrequenz der Impedanzserie, SRF, für ein gegebenes kleines Murata 0402 SMD-Gehäuse in COG- vs. X7R/Y5U-Materialien.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einAls nächstes wird der DC-Spannungskapazitätsabfall gezeigt, der für X7R/X5R für diese Teile nie mehr als 30 % und für Ihr TDK-Diagramm <=20 % abfällt. Dies ist ein guter Allzwecktyp, wenn Ihre Schaltungsempfindlichkeit sehr niedrig ist. Andernfalls würden Sie NP0 wählen.

Als nächstes fällt die AC-Impedanz mit steigender AC-Spannung, was als steigende Kapazität für Nicht-COG-Typen gezeigt wird. Beachten Sie, dass die Messstandardfrequenzen für COG höher sind.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Als nächstes werden die typischen Alterungsminderungen des C-Werts gezeigt, die häufig durch den Betrieb bei 70 % oder 80 % V-Nennwerten für diese Keramikmaterialkategorien definiert werden.

Das letzte zeigt die Auswirkungen von ESR auf Keramikkappen und ihre Fähigkeit, Wärme abzuleiten, durch Nomogramme von VA, V und I vs. F & C-Werten für diese 0402 SMD-Teile.

Wenn Sie die Spannung um 33 % herabsetzen, können Sie aufgrund der Versorgungsempfindlichkeit von allen Anbietern mindestens >80 % C erwarten, wobei TDK besser ist als viele andere. Für High-Q-Caps in HF und Low-Q-Caps für SMPS-Filter hat Murata viele ausgezeichnete Auswahlmöglichkeiten auch in breiten Geometrien mit niedrigem ESL.

+1 für die Erwähnung der Alterung, über die nicht so viel gesprochen wird wie über Temperatur oder DC-Bias-Derating. Murata hat immer so tolle Datenblätter, aber was tun Sie, wenn die Komponente, die Sie mögen, diese Informationen nicht zur Verfügung hat? Ich kann die FAEs unter einem Stapel E-Mails begraben, bis sie die Pläne ausspucken, aber ich hatte gehofft, dass es eine Möglichkeit gibt, die Reduzierung ohne die Verzögerung abzuschätzen, während die FAE mit seinem Komponenteningenieur eincheckt und sich meldet.
Sie erhalten +1, wenn Sie die ESR * C-Zeitkonstante aus den Diagrammen berechnen
Herabstufung eines Keramikkondensators für DC-Vorspannung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v