Ein Blick auf hochwertige Keramikkondensatoren

Jumbo Koi - Blick in ein Becken voller hochwertiger Jumbo Koi von KONISHI (Juli 2019).

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Anonim

Kondensatoren haben im Stillen ihre Kapazität gegenüber der Größe verbessert

In den letzten zehn Jahren haben Keramikkondensatoren große Fortschritte in der volumetrischen Effizienz gemacht. 1 μF war früher die größte, die man bekommen konnte, und jetzt, bei niedriger Spannung, kann man 470 μF in einem kleinen SMT-Gehäuse bekommen. Und Stapelkondensatoren für Schaltnetzteile erlauben hohe Werte in höheren Spannungsbereichen - bis zu 500 V. Keramik hat gegenüber Tantal- und Aluminium-Typen einige gravierende Vorteile, mit geringerem ESR und Leckage und längeren Lebensdauern. Sie haben Spannungsbegrenzungen - wir werden später darüber sprechen.

Gestapelte Keramikkondensatoren von AVX

AVX fertigt gestapelte Keramikkondensatoren mit Nennwerten von 50 bis 500 V und einer Kapazität von bis zu 400 μF in X7R und 1.300 μF in Z5U-Temperaturkoeffizienten. Ein stabiler COG-Koeffizient ist ebenfalls verfügbar. Für eine Höhe von 0, 240 Zoll können Sie 10 μF ± 10 Prozent in einer 50 V, X7R Temperaturbewertung von 0, 40 Zoll im Quadrat erhalten. Seine Teilenummer ist SM045C106KAN240 und kann mit einer Anzahl von SMT- oder Thru-Hole-Anschlusskonfigurationen geliefert werden. In der gleichen Höhe können Sie 160 μF erhalten, wenn Sie eine Breite von 1, 35 Zoll und eine Länge von 2, 05 Zoll nicht stören. Sie sind nicht billig, der 10-μF-Teil kostet etwa 10 US-Dollar pro 1000 Stück. Sie sind auch in militärischen Ausführungen MIL-PRF-49470 erhältlich und die SMX-Ausführung ist für Hochtemperaturanwendungen bis 200 ° C erhältlich.

AVX macht einen guten Punkt über den ESR von MLCC (Multilayer Ceramic Chip) Kondensatoren mit der folgenden Tabelle:

Typische ESR-Leistung (mΩ)

Aluminium Low ESR Solid Aluminium Elektrolyt Fest Tantal Elektrolytisch MLCC MLCC 100μF / 50V 100μF / 10V 100μF / 16V 100μF / 50V 4, 7μF / 50

ESR @ 10 kHz 300 72 29 3 6

ESR @ 100 kHz 280 62 20 2, 5 15

ESR @ 1 MHz 265 56 17 7 7.5

ESR @ 10 MHz 560 91 22 20 14

AVX hat auch seine TurboCap-Linie von "High CV SMPS-Kondensatoren" gestapelten Geräten, wie der ST203C227MAJ10 220 μF, 25 V, ± 20 Prozent, X7R. Dieses gestapelte Keramikteil ist 1, 025 Zoll lang, 0, 22 Zoll breit und 0, 30 Zoll hoch. ESR bei 100 KHz beträgt ~ 1 mΩ und es kostet $ 22 je / 25+.

Abb. 1: AVX bietet die ST203 TurboCap Serie von gestapelten Keramikkondensatoren an.

Es lohnt sich vielleicht, verbleite MLCC-Geräte zu betrachten, wie die Radial-SkyCap / SR-Serie von AVX. Der 10 μF, 50 V, X7R mit einem Leitungsabstand von 0, 20 Zoll (SR655C106KAR) ist auf Lager und kostet ca. 1, 82 US-Dollar je 500 Stück.

Abb. 2: Die verkapselten AVX SkyCap-Kondensatoren bieten 10 μF bei 50 V.

Taiyo Yuden's sehr hohe Kapazität

Taiyo Yuden, einer der führenden Anbieter von hochwertigen MLCs, bietet ein 470 μF, 4 V-Gerät in einem 0, 17 x 0, 126 x 0, 098 (1812) SMT-Gehäuse, das nicht gestapelt ist. Es hat einen X5R Temperaturkoeffizienten mit 20 Prozent Toleranz. ESR bei 1 MHz beträgt 4 mΩ. Der AMK432BJ477 wird Sie $ 4, 00 ea./500 kosten.

Samsung bietet die 220 μF 6, 3 V X5R 20 Prozent SMT Keramik CL32A227MQVNNNE in einem 1210-Gehäuse für etwa 0, 71 US-Dollar pro Stück.

Beobachten Sie den Spannungskoeffizienten

Denken Sie daran, dass die X5R-Einstufung -55 ° bis 85 ° C mit einer ± 15-prozentigen Kapazitätsverschiebung über die Temperatur umfasst - aber die angelegte Spannung ist eine andere Sache. Für den Taiyo Yuden 4 V-Teil gibt es einen 5-prozentigen Abfall bei 1 V und einen 40-prozentigen Abfall bei 3 V und einen 55-prozentigen Verlust bei 4 V. Der Spannungskoeffizient variiert mit der Packungsgröße und wird mit größeren Packungen besser. Für X7R- oder X5R-Koeffizienten sollte im Allgemeinen ein Kapazitätsabfall von 30 Prozent bei 40 Prozent der maximalen angelegten Spannung auftreten.

Sie können einen dielektrischen NPO-Kondensator erhalten, der keine signifikanten Temperatur- oder Spannungseffekte hat, aber Sie sind auf einen maximalen Wert von nur 0, 47 μF bei 50 V in einem 2220-Gehäuse (0, 220 x 0, 197 Zoll) beschränkt. Dieser Wert ist von Kemet (unter anderem) als C2220C474J5GACTU verfügbar und kostet Sie 2, 11 USD / 1, 000.

Abb. 3: Die Taiyo Yuden SMT-Kondensatorfamilie erreicht 470 μF.

Aluminium-Elektrolytkondensatoren sind über die angelegte Spannung sehr stabil und gehen tatsächlich ein paar Prozent nach oben, wenn die Nennspannung angelegt wird. Aber sie sind groß, haben einen hohen ESR und einige langfristige Zuverlässigkeitsprobleme.

100 μF SMT Teile sind üblich

Nicht wenige Anbieter stellen ein 100 μF MLC SMT X5R-Gerät mit einer 16-V-Nennleistung her - und wir haben gesehen, wo die höhere Nennspannung wichtig ist, wenn die X5R- oder X7S-Dielektrika verwendet werden. Das Taiyo Yuden EMK325ABJ107MM-T kommt in einem 1210-Paket mit einem X5R-Koeffizienten und kostet nur $ 0, 78 je./500. Der gestapelte CKG57nX5R1C107-Kondensator der Größe 2220 von TDK ist ± 20 Prozent und kostet ungefähr 2, 15 US-Dollar pro 1.000. Der CC1210MKX5R7BB107 ± 20 Prozent in einem 1210-Paket von Yageo ist nur 0, 62 US-Dollar pro 500 und der C1210C107M4PACTU X5R 20 Prozent von Kemet kommt in einem 1210-Paket für etwa 0, 84 US-Dollar / 1.000.

Von Jim Harrison, leitender technischer Redakteur