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利用陶瓷電容器提高功率密度和轉(zhuǎn)換效率

2512903 2022-11-24 | pdf | 223.77KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

從物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的數(shù)據(jù)服務(wù)器到電動(dòng)汽車(chē) (EV)，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員始終面臨著實(shí)現(xiàn)更高功率密度和轉(zhuǎn)換效率的壓力。雖然大部分重點(diǎn)都放在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件上以實(shí)現(xiàn)這些改進(jìn)，但多層陶瓷電容器 (MLCC) 的固有特性意味著它們也可以在幫助設(shè)計(jì)人員滿(mǎn)足其設(shè)計(jì)要求方面發(fā)揮重要作用。這些特性包括低損耗、高電壓和紋波電流處理能力、高耐壓能力以及在極端工作溫度下的高穩(wěn)定性。從物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的數(shù)據(jù)服務(wù)器到電動(dòng)汽車(chē) (EV)，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員始終面臨著實(shí)現(xiàn)更高功率密度和轉(zhuǎn)換效率的壓力。雖然大部分重點(diǎn)都放在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件上以實(shí)現(xiàn)這些改進(jìn)，但多層陶瓷電容器 (MLCC) 的固有特性意味著它們也可以在幫助設(shè)計(jì)人員滿(mǎn)足其設(shè)計(jì)要求方面發(fā)揮重要作用。這些特性包括低損耗、高電壓和紋波電流處理能力、高耐壓能力以及在極端工作溫度下的高穩(wěn)定性。本文介紹了 MLCC 的構(gòu)造以及陶瓷電容器如何提高直流和交流電源軌中的功率處理能力，同時(shí)補(bǔ)充快速開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體。它還闡明了 I 類(lèi)和 II 類(lèi)電介質(zhì)，以及它們?nèi)绾问刮⑿?MLCC 服務(wù)于緩沖器和諧振轉(zhuǎn)換器等電力系統(tǒng)。本文介紹了 MLCC 的構(gòu)造以及陶瓷電容器如何提高直流和交流電源軌中的功率處理能力，同時(shí)補(bǔ)充快速開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體。它還闡明了 I 類(lèi)和 II 類(lèi)電介質(zhì)，以及它們?nèi)绾问刮⑿?MLCC 服務(wù)于緩沖器和諧振轉(zhuǎn)換器等電力系統(tǒng)。MLCC 是如何構(gòu)造的MLCC 是如何構(gòu)造的MLCC 是由陶瓷電介質(zhì)和金屬電極的交替層構(gòu)成的單片器件（圖 1）。MLCC 中的層壓層在高溫下構(gòu)建，以生產(chǎn)燒結(jié)且體積高效的電容設(shè)備。接下來(lái)，在器件的裸露端集成導(dǎo)電終端屏障系統(tǒng)以完成連接。MLCC 是由陶瓷電介質(zhì)和金屬電極的交替層構(gòu)成的單片器件（圖 1）。MLCC 中的層壓層在高溫下構(gòu)建，以生產(chǎn)燒結(jié)且體積高效的電容設(shè)備。接下來(lái)，在器件的裸露端集成導(dǎo)電終端屏障系統(tǒng)以完成連接。圖 1：陶瓷電介質(zhì)根據(jù)溫度穩(wěn)定性和介電常數(shù)分類(lèi)。（圖片來(lái)源：圖 1：陶瓷電介質(zhì)根據(jù)溫度穩(wěn)定性和介電常數(shù)分類(lèi)。（圖片來(lái)源：KEMETKEMET））陶瓷是一種體積效率更高的非極性器件，可以在更小的封裝尺寸中提供更高的電容。此外，它們?cè)诟哳l操作時(shí)更可靠。這使得 MLCC 能夠提供電介質(zhì)、端接系統(tǒng)、形狀因數(shù)和屏蔽的正確組合。陶瓷是一種體積效率更高的非極性器件，可以在更小的封裝尺寸中提供更高的電容。此外，它們?cè)诟哳l操作時(shí)更可靠。這使得 MLCC 能夠提供電介質(zhì)、端接系統(tǒng)、形狀因數(shù)和屏蔽的正確組合。盡管如此，在為高功率密度應(yīng)用選擇陶瓷電容器時(shí)，仍有幾個(gè)問(wèn)題需要設(shè)計(jì)人員盡職調(diào)查。首先，電容會(huì)受到工作溫度、施加的直流偏置和最后一次加熱后的時(shí)間的影響。例如，最后一次加熱后的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容器老化（圖 2）。盡管如此，在為高功率密度應(yīng)用選擇陶瓷電容器時(shí)，仍有幾個(gè)問(wèn)題需要設(shè)計(jì)人員盡職調(diào)查。首先，電容會(huì)受到工作溫度、施加的直流偏置和最后一次加熱后的時(shí)間的影響。例如，最后一次加熱后的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容器老化（圖 2）。環(huán)評(píng)規(guī)范環(huán)評(píng)規(guī)范