專家講堂:通透了解陶瓷電容器的裏裏外外(2)
發布時間:2015-05-26 責任編輯:sherry
陶瓷電容器在高溫下的應用
Knowles公司Syfer品牌的電容應用溫度區間為-55℃到+150℃,如下表所示:

一些汽車電子或工業應用常常會提出嚴格的溫度需求,特別是高達200℃的應用。普通產品可能不適合額定125℃以上的應用,但Knowles/Syfer經過在其製造工廠進行的廣泛測試,可向用戶推薦適用於更高溫下應用的電容。然而需要注意的是,基於C0G,X5R,X7R,或X8R電介質的電容,盡管可在200℃的高溫下應用,但其性能可能會有一定的衰減。
背景
多層陶瓷電容的可靠性與工作電壓以及工作溫度直接相關。隨著溫度上升,加速因子(Acceleration Factor 一項體現可靠性的反向指標)的升高將非常顯著 (如下圖所示):

加速因子與工作溫度對照

單(dan)單(dan)熱(re)應(ying)力(li)即(ji)可(ke)導(dao)致(zhi)電(dian)氣(qi)失(shi)效(xiao)。當(dang)介(jie)質(zhi)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)的(de)速(su)度(du)高(gao)於(yu)其(qi)所(suo)能(neng)發(fa)散(san)的(de)速(su)度(du)時(shi)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)熱(re)擊(ji)穿(chuan)。這(zhe)會(hui)提(ti)高(gao)介(jie)質(zhi)的(de)導(dao)電(dian)性(xing),產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)熱(re)量(liang),最(zui)終(zhong)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)性(xing)能(neng)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding),通(tong)常(chang)表(biao)現(xian)為(wei)溫(wen)度(du)的(de)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng)。電(dian)容(rong)通(tong)過(guo)局(ju)部(bu)放(fang)電(dian)時(shi)所(suo)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang),可(ke)能(neng)足(zu)以(yi)熔(rong)化(hua)電(dian)介(jie)質(zhi)材(cai)料(liao)。
用戶在決定某個電容是否適用於高溫環境時,需要考慮熱應力和溫度上升對容值、耗散因子和絕緣電阻等基礎電性能所產生的影響。
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元件測試
Knowles/Syfer針對采用各種電介質材料製造的電容都進行了廣泛的測試,包括高達200℃高溫下電容的可靠性測試,具體數據可以參考下麵的典型測試曲線。







應用推薦
由於電容的可靠性會受到熱應力的不利影響,故不建議用戶在>125℃的環境溫度下應用普通電容,但也存在例外:
A:溫度不超過160℃時,大多數的普通電容性能可靠,但Knowles/Syfer建議用戶選取額定電壓大於或等於應用中的實際電壓30%的電容。
例如,如果應用中需要用到0805 50V 10nF的電容,則Knowles/Syfer的建議是實際選用0805 100V 10nF的電容來替代,而0805 63V 10nF的電容則不可取,因其電壓提升僅為26%。
B:溫度高於160℃時,Knowles/Syfer的de測ce試shi數shu據ju顯xian示shi,電dian容rong的de可ke靠kao性xing呈cheng幾ji何he級ji數shu變bian化hua,類lei似si於yu上shang文wen所suo示shi熱re應ying力li變bian化hua圖tu表biao。這zhe就jiu使shi得de我wo們men很hen難nan製zhi定ding一yi套tao簡jian單dan的de規gui則ze來lai指zhi導dao用yong戶hu針zhen對dui160℃到200℃區間範圍內的應用選取適當的電容。
因此,針對160℃以上應用的電容選取,Knowles/Syfer建jian議yi用yong戶hu就jiu應ying用yong的de具ju體ti細xi節jie向xiang我wo們men的de技ji術shu團tuan隊dui谘zi詢xun,我wo們men會hui推tui薦jian最zui適shi用yong的de元yuan件jian。這zhe樣yang可ke以yi確que保bao用yong戶hu獲huo取qu的de是shi最zui可ke靠kao同tong時shi最zui經jing濟ji的de應ying用yong解jie決jue方fang案an。
例如:某項170℃下的應用需要用到1206尺寸的電容,但是當容值和工作電壓要求不變,而溫度上升到200℃時,我們就需要換用1812尺寸的電容來確保可靠性。
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