MLCC-초 저전압 시나리오에 고전압 정격 캡을 사용할 수 있습니까?


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저전압 시나리오에 고전압 뮬 레이어 세라믹 커패시터를 사용할 수없는 중요한 이유가 있습니까? 예를 들어 3.3V DC 애플리케이션을위한 50V 또는 100V 정격 MLCC?

눈이 나쁘고 1206 이하의 패키지를 납땜하는 데 문제가 있으며, 더 높은 정격 캡은 항상 훨씬 더 크고 (더 납땜하기 쉬운) 패키지를 갖습니다. PCB 레이아웃으로 인해 어디서나 THT / DIP 구성 요소를 사용할 수 없습니다.

Maxim의이 노트 에 따르면 커패시턴스는 전압이 낮을수록 항상 더 안정적인 것으로 보입니다. 그러나 ESR, 누출 등은 어떻습니까? 문제가있을 수 있습니까?

참고 : 저의 일반적인 시나리오는 대부분 디커플링 캡입니다. SMPS 전원에 OS CON을 사용합니다. 어쨌든 나는 여전히 XTAL에 대한 큰 SMT 15pF 캡을 찾는 데 어려움을 겪을 수 있습니다 ... :(


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분명하게 예입니다! 또한 커패시턴스에 대한 DC 바이어스 의존성을 신경 쓸 필요가 없으므로 삶을 약간 더 쉽게 만들 수 있습니다.
winny

디커플링을 위해서는 패키지의 인덕턴스에 대해 걱정해야합니다. 긴 치수의 납땜 단자가있는 커패시터를 찾으십시오
Elliot Alderson

@ElliotAlderson 인덕턴스의 중요성을 언급 해 주셔서 감사합니다! 다층 세라믹 (단일 세라믹과 달리)도 거의 잊어 버렸습니다. MLCC는 여전히 저에게있어 매우 새로운 기술입니다. :)
HeliTux

답변:


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필요한 것보다 훨씬 높은 전압으로 정격 된 커패시터를 사용하면 위험하지 않으며 그렇게 할 때 성능 손실이 없습니다. 실제로는 정반대입니다.

커패시터 전체에 DC 바이어스가있는 경우 (예 : 디커플링) DC 정격보다 전압 정격이 훨씬 더 높기를 원한다면 필요한 경우보다 커패시턴스 정격이 높은 커패시터를 선택해야합니다. DC 바이어스를 적용하면 MLCC의 정전 용량이 크게 떨어지기 때문입니다.

대부분의 MLCC는 정격 전압에서 정격 정전 용량 근처에 위치하지 않습니다. X5R 유전체의 경우 일반적으로 정격 전압의 절반에 도달 할 때까지 정전 용량은 이미 정격 값의 절반 아래로 떨어졌습니다. X7R 유전체는 약간 더 나은 성능을 제공합니다. 정격 전압의 절반에 도달 할 때까지 정격 캐패시턴스가 70 %를 유지할 것으로 예상 할 수 있지만 이러한 특성도 떨어지게됩니다.

대부분의 제조업체는이 데이터를 제공하지 않지만 TDK 및 Murata를 포함한 일부는 이러한 테스트 결과를 제공하므로 기술이 실제로 동일하므로 다른 제조업체에도 동일한 추세가 적용될 것으로 예상 할 수 있습니다.

간단한 예로, 이것은 0805 패키지의 bog 표준 10uF 10V X7R MLCC입니다. 정격 10V DC 바이어스에서 실제 정전 용량은 4uF입니다. 5V 바이어스를 사용하면 7.5uF를 달성 할 때 약간 더 우수합니다. 실제로 10uF 정전 용량 정격을 달성하려면 2V 바이어스 (정격 전압의 1/5) 미만이어야합니다. 아래 그래프에 나와 있습니다.

커패시턴스 vs 전압 바이어스

그렇기 때문에 일반적으로 X7R의 정격 전압이 필요한 DC 전압의 2 배를 초과해야합니다. X5R의 경우 필요한 DC 전압보다 4 배 이상 높은 것이 좋습니다. 높을수록 좋습니다.

더 큰 등급으로 갈 때 유일한 단점은 일반적으로 크기가 더 커야한다는 것입니다. 그러나 낮은 정전 용량 값 (100nF 미만)의 경우 이는 그리 큰 문제가되지 않으며 작은 패키지에서 높은 정격 전압을 쉽게 찾을 수 있습니다. 매우 낮은 캐패시턴스 (sub-1nF)의 경우, 어쨌든 저전압 정격의 캐패시터를 찾기가 어려울 것입니다.


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매우 복잡한 답변에 감사드립니다. MLCC 사용 방법이 매우 명확 해졌습니다. 나는 항상 가장 큰 SMD 부품을 possilble (PCB 공간에 문제가 없음)으로 선호하므로 MLCC에는 나에게 단점이없는 것 같습니다.
HeliTux

아마도 하나의 예외 : 디커플링 커패시터.
Simon Richter

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"필요한 DC 전압의 2 배"가 필요하지 않다는 것을 언급 할 수 있습니다. 감소 된 용량을 고려하고 공칭 용량을 30 % 더 높일 수 있습니다. 그리고 디커플링 캡에서 절대 값은 중요하지 않습니다.
asdfex

@asdfex 단락 2를 참조하십시오. 마지막 두 단락은 요약 일뿐입니다.
Tom Carpenter

@TomCarpenter 왜 X2에서 X7R에 비해 X5R이 x4가되어야합니까? 나는 싼 스페셜을 피하고 괜찮은 브랜드 (Kemet, TDK 및 AVX가 떠오른다)를 고수하는 한 바이어스가 실내 온도 (35C +/- 5)에 도달하는 한 둘 다 동일하게 행동한다는 것을 알았습니다. . 더 차가운 온도조차도 괜찮습니다. 더 뜨거워지면 (80C 이상이라고 말하면) 차이가 나는 것처럼 보입니다. 그러나 다시는 401을 거의 사용하지 않습니다 (3V3 디커플링에 사용하는 15uF 6V X5R 401 (500 달러에 5 달러)를 제외하고는 제외)
GB-AE7OO

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저전압 전용 정격의 저용량 커패시터를 찾을 수 있다면 저를 놀라게 할 것입니다. 일반적인 SMD 세라믹 커패시터의 정격은 50V입니다.

고가의 세라믹 커패시터는 더 낮은 정격 전압으로 제공되는 경우가 많지만 전압에 민감하기 때문에 특정 부품이 더 높은 전압에서 작동 할 수 있지만 정격 전압보다 지정된 커패시턴스에 도달하지는 않습니다.

더 큰 부품은 높은 인덕턴스를 가지므로 높은 주파수의 경우 더 작은 부품만큼 좋지 않습니다.

작은 값의 부품 (12pF)조차도 1206 크기로 제공됩니다.

더 큰 크기의 부품을 사용할 수 있지만 고주파수 부품 또는 부품의 자체 공명 주파수가 중요한 부품에 들어가면 더 큰 부품을 사용하는 경우 특히주의해야합니다.

일반적인 취미에 사용하는 디커플링의 경우 중요하지 않습니다.


"하지만 정격 전압을 초과하는 지정된 정전 용량에 도달하지 않습니다"-대부분의 MLCC는 DC 바이어스 하에서 정격 전압에서 정격 정전 용량 근처에 도달하지 않습니다. 일반적으로 정격 전압의 절반에 도달하면 X5R의 경우 정전 용량이 이미 정격 값의 절반 아래로 떨어졌습니다. X7R의 경우 정격 전압의 절반에 도달하면 70 % 정격 정전 용량을 얻을 수 있습니다.
Tom Carpenter

예를 들어, TDK는 많은 양의 데이터를 제공합니다. 이것은 보그 표준 10uF, 10V, X7R 캡입니다. 10V DC 바이어스에서는 4uF, 5V에서는 7.5uF입니다. 그렇기 때문에 일반적으로 정격 전압이 필요한 DC 전압의 2 배 이상이 되길 바랍니다.
Tom Carpenter

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RE "일반 SMD 세라믹 커패시터의 정격은 50V입니다." 더 작은 크기 (0402 이하) 및 1nF보다 큰 값으로 이동하면 아닙니다. 지금은 부품 선택을 수행하고 있으며 6.3 또는 4 볼트가 아닌 10 V 정격을 찾기 위해 열심히 노력하고 있습니다.
광자

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저전압 MLCC 캡의 작동 전압 제한은 실제로 고장 전압이 아닌 정전 용량 감소에 의한 것입니다. 포화 전류와 유사하여 인덕터 피크 작동 전류를 제한합니다. Photon이 말했듯이 6.3 이하가 일반적입니다.
Spehro Pefhany
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