MLCC-我可以在极低电压的情况下使用高压额定电容吗?


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在低压情况下为什么不能使用高压多层陶瓷电容器有重要原因吗?例如,用于3.3V DC应用的50V或100V额定MLCC?

我的眼睛不好,在焊接1206或更小的封装时遇到麻烦,而额定值更高的盖子总是具有更大(更容易焊接)的封装。由于PCB布局,我不能在任何地方都使用THT / DIP组件。

根据Maxim的注释,对于较低的电压,电容似乎总是更稳定。但是,ESR,泄漏等如何?可能有什么问题吗?

注意:我的典型方案主要是去耦电容-使用OS CON作为SMPS电源。无论如何,我仍然很难找到XTAL的大型SMT 15pF电容... :(


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绝对可以!这也将使您的生活稍微轻松一些,因为您无需担心直流偏置对电容的依赖性。
温妮

对于去耦,您需要担心封装的电感。寻找焊锡端子长的电容器
Elliot Alderson '18

@ElliotAlderson感谢您提到电感的重要性!几乎忘了多层陶瓷也有(不同于单层陶瓷)。MLCC对我来说仍然是相当新的技术:)
HeliTux

Answers:


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使用额定电压远高于所需电压的电容器没有危险,这样做也不会造成性能损失。实际上恰恰相反。

当然,如果电容器两端都有直流偏置(例如,去耦),则希望额定电压比直流偏置高很多,否则,您需要选择电容额定值比需要高的电容器。这是因为当您施加直流偏置时,MLCC的电容会显着下降。

大多数MLCC在额定电压下都不会接近其额定电容。对于X5R电介质,通常在达到额定电压一半时,电容已经降至额定值的一半以下。X7R电介质的性能稍好-达到一半额定电压时,您可能仍会保留70%的额定电容,但即使这样也会下降。

大多数制造商没有提供这些数据,但是包括TDK和Murata在内的一些制造商确实提供了这些测试结果,并且您几乎可以预期,由于技术实际上是相同的,因此同样的趋势将应用于其他制造商。

举一个简单的例子,是一个0805封装的沼泽标准10uF 10V X7R MLCC。在额定的10V DC偏置下,实际电容仅为4uF。偏置电压为5V时,其性能稍好一些,达到7.5uF。实际上,您必须处于小于2V的偏置电压(额定电压的1/5)才能真正达到10uF的电容额定值。如下图所示。

电容vs电压偏置

这就是为什么您通常希望X7​​R的额定电压大于所需DC电压的2倍。对于X5R,您可能希望大于所需DC电压的4倍。越高越好。

额定值较大的唯一缺点是通常要求尺寸较大。但是,对于低电容值(低于100nF),这不是一个太大的问题,您可以在小型封装中轻松找到高额定电压。对于极低的电容(低于1nF),无论如何您都很难找到额定电压低的电容。


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感谢您非常复杂的答案。现在我很清楚如何使用MLCC。我总是比较喜欢最大的SMD零件(PCB空间从来没有问题),因此MLCC对我来说没有任何不利之处。
HeliTux

可能有一个例外:去耦电容器。
西蒙·里希特

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您可能会提到,您不需要“> 2倍于所需的直流电压”-您只需考虑降低的容量并提高30%的标称容量即可。在去耦电容上限中,绝对值并不重要。
asdfex

@asdfex参见第2段,我提到了这一点。最后几段只是一个摘要。
汤姆·卡彭特

@TomCarpenter为什么与在x2上的X7R相比,您需要X5R是x4?我发现,只要避免便宜的特价商品,并坚持使用像样的品牌(想到Keemet,TDK和AVX),它们在室温下的偏差都会相同(35C +/- 5) 。甚至更凉爽的温度也可以,这是在变热的时候(比如说超过80C),这似乎有所不同。但是话又说回来,我很少使用401(我在15uF 6V X5R 401(500美元,5美元)上获得了很多优惠,我将其用于3V3解耦)
GB-AE7OO

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如果您能找到仅适用于低压的低值电容器,那会让我大吃一惊。典型的SMD陶瓷电容器的额定电压为50V。

高值陶瓷电容器通常以较低的额定电压提供,但这是因为它们对电压敏感-特定部件可能能够在较高的电压下工作,但不会达到额定电压以上的规定电容。

较大的零件具有较高的电感,因此在高频下它们不如较小的零件那么好。

我快速检查一下,发现即使很小的零件(12pF)也可以提供1206尺寸。

您可以使用较大尺寸的零件,但如果遇到高频零件或零件的自谐振频率很重要的零件,那么如果坚持使用较大零件,则需要格外小心。

对于在典型的爱好物品上的脱钩使用,没关系。


“但它不会达到额定电压以上的指定电容”-大多数MLCC在直流偏置下在其额定电压下都不会接近其额定电容。通常,对于X5R,当达到额定电压的一半时,电容已经降至额定值的一半以下。对于X7R,在达到一半额定电压时,您可能会获得70%的额定电容。
汤姆·卡彭特

举例来说,TDK给出了很多数据。是一个沼泽标准10uF,10V,X7R电容。在10V直流偏置下,它降至4uF,在5V下为7.5uF。这就是为什么您通常希望额定电压超过所需直流电压的2倍。
汤姆·卡彭特

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RE“典型的SMD陶瓷电容器的额定电压约为50 V”。如果您使用较小的尺寸(0402和更低)并且其值大于1 nF,则不会。现在,我正在进行零件选择,并努力寻找10 V的额定电压,而不是6.3甚至4伏左右的电压。
Photon

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低压MLCC电容的工作电压限制实际上是由于电容减小而不是击穿电压引起的。类似于饱和电流限制了电感峰值工作电流。正如Photon所说,6.3甚至更低是很普遍的。
Spehro Pefhany
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