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(dui)160℃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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