Kondensatory cienkowarstwowe są znane ze swojej stabilności, niskich strat i znikomego efektu piezoelektrycznego, szczególnie w zastosowaniach symulacyjnych o wysokiej częstotliwości i wysokiej precyzji. Jednakże wielowarstwowe kondensatory ceramiczne wysokiego napięcia (MLCC) mogą obecnie konkurować lub przewyższać kondensatory cienkowarstwowe w kluczowych obszarach, takich jak stabilność temperatury, charakterystyka częstotliwościowa i obsługa napięcia. Ze względu na mniejsze opakowanie do montażu powierzchniowego, MLCC staje się coraz lepszym wyborem w wielu nowoczesnych zastosowaniach, szczególnie w zastosowaniach, w których głównym czynnikiem projektowym jest oszczędność miejsca.
MLCC z dielektrykami klasy 1, wyprodukowanymi zgodnie z normą IEC C0G, niszczą obszary zastosowań tradycyjnie zajmowane przez kondensatory cienkowarstwowe, zwłaszcza w obwodach rezonansowych lub samochodowych urządzeniach elektronicznych, gdzie rozmiar i dokładność mają kluczowe znaczenie. C0G oznacza dielektryk ceramiczny o współczynniku temperaturowym 0 ± 30 ppm/° C w zakresie od -55°C do +125°C i jest odpowiednikiem standardowej funkcji ujemnego dodatniego zera (NP0) stowarzyszenia Electronic Industry Alliance.
Kyocera AVX oferuje C0G MLCC, zapewniając atrakcyjną opcję dla projektów wymagających wyjątkowo stabilnych kondensatorów przy minimalnych zmianach temperatury, napięcia i czasu. Ten typ kondensatora nadaje się do obwodów, w których przewidywalność komponentów ma kluczowe znaczenie, takich jak synchronizacja, filtrowanie, dopasowanie impedancji lub części rezonansowe projektu RF.
Zalety MLCC w porównaniu z kondensatorami cienkowarstwowymi
Kondensatory wykorzystujące folie plastikowe lub polimerowe jako dielektryki mają doskonałe napięcie znamionowe, niskie straty i bardzo stabilną pojemność w zakresie temperatur, ale zazwyczaj są większe i cięższe niż równoważne kondensatory MLCC C0G.
Zapotrzebowanie na kondensatory C0G MLCC na rynku rośnie, aby zaspokoić potrzeby smartfonów, tabletów, laptopów, urządzeń do noszenia, a także pojazdów elektrycznych (EV), zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS) i systemów rozrywki informacyjnej. Inne główne obszary zastosowań takich kondensatorów obejmują przemysł lotniczy i obronny, telekomunikację i elektronikę przemysłową, gdzie stabilność kondensatora ma kluczowe znaczenie dla precyzyjnej kontroli i pomiarów.
Nowoczesne wysokonapięciowe kondensatory MLCC C0G charakteryzują się doskonałą stabilnością temperaturową i minimalnymi zmianami pojemności w szerokim zakresie temperatur. Jest on znacznie bardziej stabilny niż kondensatory MLCC klasy 2 (takie jak X7R) i może konkurować lub przewyższać wiele kondensatorów cienkowarstwowych (rysunek 1).
Rysunek 1: Kondensatory C0G są bardziej stabilne niż inne dielektryki w całym zakresie temperatur. (Źródło obrazu: Kyocera AVX)
C0G MLCC ma wyjątkowo niską zastępczą rezystancję szeregową (ESR) i równoważną indukcyjność szeregową (ESI), co może znacznie poprawić wydajność, rozpraszanie ciepła, hałas i stabilność w energoelektronice, obwodach RF i nowoczesnych szybkich systemach cyfrowych. Ponadto, zgodnie ze współczynnikiem wysokiej jakości (Q), wydajność tych kondensatorów jest wyższa.
C0G MLCC staje się coraz bardziej popularne w dziedzinach, w których dokładność i niezawodność mają kluczowe znaczenie, ponieważ może utrzymać stabilną i stałą wydajność elektryczną w czasie i pod presją otoczenia, taką jak wahania temperatury, wilgotność i odchylenia napięcia.
Kyocera zawęża dystans pomiędzy MLCC a innymi produktami
W niektórych zastosowaniach szybki szczyt wysokiego prądu może generować niezwykle wysokie ciepło, powodując zmiękczenie i stopienie dielektryka kondensatorów cienkowarstwowych. To z kolei zmniejszy zdolność kondensatorów do rozpraszania ciepła poprzez promieniowanie podczerwone i przyspieszy uszkodzenia termiczne.
Firma Kyocera i inni producenci znacznie zmniejszyli różnicę między kondensatorami MLCC a kondensatorami cienkowarstwowymi pod względem wydajności, jednocześnie przewyższając je pod względem rozmiaru, potencjału integracji i niezawodności w warunkach zautomatyzowanego montażu.
C0G MLCC firmy Kyocera może zastąpić kondensatory cienkowarstwowe i nadaje się do wielu projektów, w których priorytetem jest rozmiar, waga i zautomatyzowany montaż, takich jak przetwornice DC-DC, ładowarki samochodowe (OBC) i precyzyjne łańcuchy sygnałowe w samochodowych lub przemysłowych produktach elektronicznych. Dzięki wysokiemu napięciu znamionowemu i niezawodności na poziomie motoryzacyjnym (AEC-Q200), C0G MLCC stał się preferowanym alternatywnym rozwiązaniem umożliwiającym osiągnięcie wyższej pojemności i napięcia w mniejszych, solidniejszych i skalowalnych konstrukcjach systemów.
W przeszłości projektanci produktów mogli wybierać kondensatory cienkowarstwowe do przetwornic DC-DC i OBC, ponieważ kondensatory te mają doskonałe wysokie napięcie znamionowe, niskie straty i silne właściwości samonaprawy. Kyocera C0G MLCC może osiągnąć bardzo stabilną wydajność elektryczną w warunkach pracy samochodów, dostosować się do kompaktowych konstrukcji o mniejszych rozmiarach i wadze oraz poprawić wydajność dzięki niskim stratom, zastępując w ten sposób kondensatory cienkowarstwowe w OBC pojazdów elektrycznych.
Ceramika C0G to obecnie jeden z najstabilniejszych dielektryków kondensatorów, który może pracować w szerokim zakresie temperatur bez starzenia. Dlatego materiał ten szczególnie nadaje się do urządzeń energoelektronicznych w nowoczesnych pojazdach elektrycznych, które kładą nacisk na niezawodność, miniaturyzację i optymalizację wydajności.
Seria KAM Automotive MLCC firmy Kyocera AVX obejmuje różne kondensatory, które mogą się różnić w zależności od materiałów dielektrycznych, zakresu pojemności, napięcia znamionowego, rozmiaru obudowy i innych czynników. Firma C0G KAM MLCC jest szczególnie godna uwagi w zastosowaniach motoryzacyjnych, które wymagają stabilnej pojemności i niskich strat, takich jak oświetlenie LED, czujniki, obwody audio itp. GPS, moduły sterujące bezpieczeństwem i ekrany dotykowe, ale kondensatory te nadają się również do zastosowań innych niż motoryzacyjne, takich jak przemysłowe systemy zasilania i energia odnawialna.
Na przykład Kyocera AVX KAM32LCG2J333 JU (rysunek 2) charakteryzuje się doskonałą stabilnością przy minimalnych zmianach pojemności pod wpływem temperatury, napięcia i czasu. Ten MLCC jest zgodny z normą motoryzacyjną AEC-Q200, ma pojemność 0,033 µF i napięcie znamionowe 630 V, odpowiednie do środowisk wysokiego napięcia powszechnie spotykanych w układach pojazdów elektrycznych. Jego wymiary to 0,126 cala długości x 0,098 cala (3,20 mm x 2,50 mm) szerokości i 0,110 cala (2,80 mm) wysokości.