【经验】解析多层陶瓷电容器的容值与电压的变化关系

时间： 2022-03-14 来源：Knowles

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

工程师做电路设计时需要确保每个元件都能按照说明书所述的顺利运行。设计多层陶瓷电容器（MLCC）时，工程师经常关注的一个问题是容值是否会随着电压的变化而波动——又称 "直流偏压 "或 "电压系数"。本文KNOWLES主要解析多层陶瓷电容器的容值与电压的变化关系，以及介绍新型电介质材料Hiteca™。

众所周知，X5R和X7R电容器都会用到钛酸钡，而钛酸钡等铁电材料会导致电压的波动。电容器容值的损失会因电介质材料和使用的电压类型（直流或交流）的不同而产生很大差异。如果在设计电容器时没有考虑到这一点，就会出现问题，因为某些材料和电压的组合甚至可能导致电容器在施加电压时损失超过70%的额定容值。

一般来说，这种现象被认为是使用电介质材料的一个负面影响。然而，并非所有的MLCC材料都是一样的，这意味着不同的材料有不同的表现。因此，全方位考量电容器应用环境的各项因素并了解哪种类型的材料最为适合就十分重要了。

陶瓷电容器之材料比对

近年来，与MLCC相关的材料科学领域取得了长足的进展。除了典型的钛酸钡之外，现在还可选用PLZT和SBFT这两种材料——前者是一种锆酸铅陶瓷，后者是楼氏电容以Hiteca™命名的锶铋钛酸铁陶瓷。与II类铁电材料不同，PLZT是一种反铁电配方，其介电常数在低直流偏压下会降低而在额定工作电压下会达到峰值。

Hiteca™是一种低损耗、相对稳定的II类电介质，在最大工作电压下能保留高容值，同时具备高稳定性、低等效串联电阻（ESR）、低等效串联电感（ESL）以及零老化率等特性，并且容值不会随着时间的推移而损失。SBFT电容器的容值范围为100pF至2.2μF，额定电压为450VDC至1000VDC，工作温度为-55℃至+125℃。

为了比较这三种材料，我们使用了一个标准的电容表——在不同的直流偏压水平上测量容值，直到升至额定电压（图1）。

图1. 使用电容表在1kHz下测量到的容值与直流偏压的关系

X7R和Hiteca™电容器的容值电压系数是负的，它们的容值会随着直流偏压的上升而下降，但Hiteca™的容值下降幅度相比X7R较为平缓。相比之下，PLZT电容器的容值电压系数为正，其容值在400V（略低于额定电压）时增加到最大值，然后在接近额定电压时会稍稍下降。

从它们的斜率可以看出，X7R在直流偏压范围内的容值变化量最大，与峰值相差73%。相比之下，PLZT的差值变化为49%，而Hiteca™仅为31%。

如今，在交通运输、能源制造和其他电力应用中，对更高性能的需求将会促使行业选用容值/电压变化幅度较小的新型电介质。鉴于以上测试结果，Hiteca™是电容器技术发展的下一个可行方向——因其具备在直流偏压下的更高容值、在交流电压下的更低温升以及零老化率的长期可靠性。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由FY转载自Knowles，原文标题为:多层陶瓷电容器（MLCC）的容值与电压的变化关系及新型电介质材料Hiteca™的问世，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】解析SLC和MLCC这两种电容器的应用

在电路设计初期，工程师们就需要决定是选用单层电容器(SLC）还是多层陶瓷电容器（MLCC）来满足应用需求。今天Knowles（楼氏）和你分享如下:总的来说，两者似乎有类似的功用，因为无论是SLC还是MLCC，它们都可作电路中的充储电、滤波或旁路之用。

2022-05-10 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

【经验】通孔插装技术(THT)对比表面贴焊技术(SMT)，为您的高可靠性应用选择适用的装配方案

印刷电路板（PCB）上元件的主流安装方式为通孔插装技术（THT）和表面贴焊技术（SMT）。近几十年中SMT是非常流行的安装方式，因此应用设计师往往将其设定为默认方式。但事实上这两种方案各有千秋，在高可靠性的应用设计中我们需要审慎选用。

2022-06-15 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

【经验】解析在电动汽车和混合动力汽车应用中，温度上升对贴片式多层陶瓷电容器的影响

与塑料薄膜电容器相比，贴片式多层陶瓷电容器（MLCC）的优势包括小型化，低电感成分（ESL）以及能在更高温度下工作，这些优势使MLCC电容器非常适用于大功率的应用，本文楼氏电容Knowles为您介绍温升对贴片式多层陶瓷电容器有什么影响，以及影响温升的主要因素。

2022-03-20 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

Knowles（楼氏电子）旗下楼氏电容事业部专业制造各类陶瓷电容器及微波元器件，其产品广泛应用于航空航天、医疗、电动汽车、高端工业和通信5G市场。楼氏电容研发并制造了满足高可靠性、高耐温、高电压及高频率需求的电容类产品以应对不同的市场需求。

多层片式陶瓷电容单层片式陶瓷电容 MLCC 高温MLCC 高Q MLCC 高压MLCC 安规电容车规电容 EMI 滤波器微调器微调电容 SLC电容功率电阻无磁器件

代理服务线上商城技术资料

EMI滤波器在电力电子中的作用

随着功率转换系统的不断进步，尤其是采用如碳化硅和氮化镓这类能承受更高电压并拥有宽带隙特性的半导体材料后，系统设计人员面临着在电磁干扰（EMI）频率管理上的新难题。在此背景下，EMI滤波器在确保系统在高电压环境下安全稳定运行方面扮演了至关重要的角色。本文将阐述EMI滤波器如何在这一关键环节发挥重要作用。

2024-11-13 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

Knowles（楼氏电子）多层&单层陶瓷电容器和薄膜器件选型指南

目录- Introduction Single Layer Capacitors Multilayer Ceramic Capacitors Broadband Blocking Capacitors Thin Film Devices

型号- E40BU151Z1PX4,UL SERIES,L128XH4S,J30XXBA012LX4,F15NR0R1M1PX3,P_2CF0R3B5ST,P21BN300MA3976,S20CG250DZNX,C06BL851X-1UN-X0T,G10BU100K5PX10,P21BN300MA04678,NA SERIES,F25NR0R4M1PX3,P_2NR3R0K5ST,P21BN300MA04282,P_2CF0R5B5ST,B056RC4S,C17CF620J-7UN-X0T,D10XXKITA1EX,P62BN820MA02636,D10XXKITA5PX,D10CF0R1B5PX,F20CG0R1M1PX3,B096QC2S,D10BN100K1EX,G20XXKITAPX10,F35CF0R1M1PX3,P21300MA4678,B033ND5S,D15XXKITA5PX,L065XG9S,F25CG0R2M1PX3,P_2BN820Z5ST,P_2CD0R7B5ST,L254XF3S,L095XG9S,C08BL242X-5UN-X0T,D20XXKITA5PX,P21300MA4282,F15CGR08M5PX3,P42BN820MA03152,B28BLSBN01,P21BN300MA04572,L204XF4S,C04BL121X-5UN-X0T,C18BL103X-4GN-XOT,D15XXKITA1EX,F25CFR08M5PX3,PDW05758,D30XXKITA1EX,F20NR0R2M1PX3,P21BN300MA04733,B028RF2S,J30BLBA032LX1,G10XXKITAPX05,AH SERIES,J30XXBA002LX3,P42BN820MA04679,CF SERIES,P_2CG1R5C5ST,T30BV30X45PX,P21300MA4572,P_2CG1R0C5ST,L117XH4S,G15XXKITAPX08,D30XXKITA5PX,D20XXKITA1EX,F40NR0R5M1PX4,G25XXKITAPX10,D25XXKITA5PX,C17AH620J-7UA-X0T,D25XXKITA1EX,F35CG0R4M1PX3,P21BN300MA03976,P21300MA4733,C08BL102X-1UN-X0T,B28BTBFN01,L157XG3S,B148QF0S,C17UL620J-7UN-X0T

2017/5/10 - KNOWLES - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

解析电子工业联盟（EIA）标准下的MLCC（多层陶瓷电容器）的尺寸沿革及发展趋势

EIA行业标准可视为技术领域的基础设施，其影响遍及整个电子行业。本文楼氏电容Knowles为您解析电子工业联盟（EIA）标准下的MLCC尺寸沿革及未来发展趋势。

2022-03-15 - 行业资讯代理服务技术支持现货查询批量订货

搭载FlexiCap™柔性端头的AEC-Q200认证MLCC：可保证具备5毫米的弯曲承受度

Knowles楼氏电容事业部凭借其引入市场的创新性获奖技术——FlexiCap™（柔性端头），持续领跑于灵活端接技术领域。FlexiCap™柔性端头独特的聚合物端接及其精细的纤维结构设计，有效地将直接作用于电容器陶瓷部分的机械应力降低了约50%，显著增强了其耐用性。

2024-09-14 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

什么是隔直电容？它们为何重要？（下）

本文中Knowles将继续为大家解读隔直电容如何消除不必要的直流线路电平，并就楼氏电容（KPD）针对此类应用的相关产品和隔直解决方案作简单介绍。

2023-10-20 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

Knowles（楼氏电子）多层陶瓷电容器选型指南

描述- At Knowles Capacitors, they make Single Layer, Multilayer, High Reliability and Precision Variable Capacitors; EMI Filters; and Thin Film Devices.

型号- XX1206N472J101NX050HTM-HB,UL SERIES,085J2500101JHT,404027K00470GQB-AF9,E01,0603 H,E03,E07,1206Y0500224KXT---,0805B123K501LEAR,SV2220,1210Y1000103KXT---,C17CF620J-7UN-X0T,1206J1000103MXTH20,1210Y2000103KCT---,2220YA300563KSTS3X,CR1206N562K101NHT-4,1812Y1000334MXTE03,RG3640R124K102PX---T,2225B3K06P80GQBRW221,8111M1000102JC□□□□□,1812YA250103KJT,1206G224K250NX050HTM,2220B1K00104JETJ,8131T,1206Y1000103MXTE07,8151M,8171M,1808JA250102KJTSYX,8111M,120625000223JQT--,8111N,C17UL620J7UNX-0T,8131M,0603J0500471JBB_ _ _,1206W476K6R3NX080T,1808JA250102GJTS2X,0805 H SERIES,0805J2504P70BUT,1812Y5000474KJT,C17CF470J7WAX0B,C17CF620J7UN-X0T,0603 H SERIES,1812Y5000474KJTWS2,1206Y1000473KNT,1206HD272F101NGHT,MD0603N102J500NHT-BA,MD0603BW102K500NHT-BA,AH SERIES,MD SERIES,CF SERIES,0805 H,1808JA250102GJTSYS,2520E563K501LGWR,1206YA120103JXT,C17AH620J-7UA-X0T,8121T,RC3640R124K102PX---T,1206G500391JGTH25,8161M,1206RE331J501NHT,0805Y1000103KST---,1206Y1K00152KXTVC1,8121M,8165M,8121N,8141M,ST3640B474M101LJXW-5R,8111M1000102JC□□□□□□,1210Y1000103JDT_ _ _,SV2220BB476M101LJW-10R

2024/2/15 - KNOWLES - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

multilayer ceramic capacitors and feedthrough filters ENVIRONMENTAL MANAGEMENT SYSTEM - ISO 14001:2015 bsi Certificate of Registration (EMS 68436)

2022-10-24 - KNOWLES - 测试报告代理服务技术支持现货查询批量订货

Knowles推出直流支撑电容器用于电动汽车，有助于抵消逆变器、电机控制器和电池系统中电感的影响

电动汽车中存在大量转换器和逆变器，选择合适的高压、高容直流支撑电容器对整个系统的正常运行至关重要。为了获取大容值，通常需要用到多个电容器或电容器阵列。对此，楼氏电容（Knowles）推荐使用可提供高容值的内叠层电容StackiCapTM。

2022-03-21 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

探索楼氏电容器在电动汽车中的关键作用 (下)

在上期的内容中，我们为大家初步介绍了电容器在电动汽车电力系统中的多种作用，今天我们将就其在牵引逆变器（直流至交流）、车载充电器（交流至直流）和DC-DC转换器中的具体应用进行介绍。

2024-08-22 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

探索电容器在电动汽车中的关键作用（上）

当代技术，尤其是电动汽车（EV）的电力系统，普遍显示出极高的复杂度。这些系统在电动汽车的运行中发挥着至关重要的作用，包括高效地在交流电（AC）和直流电（DC）之间进行双向转换，以及在DC-DC转换过程中精确控制波动的功率水平。为迎合电力系统的多样化需求，包括陶瓷电容器、薄膜电容器以及铝电解电容器等许多的电容器被设计来满足特定的应用要求，以确保电力系统的高效和稳定运行。