Cómo reducir la potencia de un condensador cerámico para la polarización de CC

Entiendo que la capacitancia de una tapa de cerámica depende mucho de la polarización de CC aplicada a los terminales. A la tensión nominal, he medido una disminución de hasta el 70 % y he oído que puede aumentar. Son dos puntos de datos, uno a voltaje cero y un valor aproximado a voltaje nominal. Para los casos en los que el fabricante no proporciona las curvas de reducción de potencia, me gustaría poder estimar la reducción de potencia requerida.

De una nota de aplicación de TDK (¿aplicación-video? ¿Ya tenemos un nombre para estas cosas?), tomé esta trama. Los componentes de capacitancia más pequeños sufren menos cambio de capacitancia, los componentes de mayor voltaje sufren menos cambio de capacitancia al voltaje de funcionamiento y (no se muestra) los componentes más grandes sufren menos cambio de capacitancia.

curva de reducción de capacidadFuente https://www.youtube.com/watch?v=weUrWSFJCgk TDK Tech Tube: Efecto de polarización de CC en condensadores cerámicos multicapa (MLCC)

¿Hay una curva estándar para esto? Algo así como hay una curva de descarga de capacitor estándar, por ejemplo. Me gustaría poder ajustarme a los puntos de datos e interpolar para un voltaje operativo en algún lugar por debajo del voltaje nominal. ¿Existen otras técnicas, además de pedir el componente y medir, para estimar la capacitancia a la tensión de funcionamiento?

La última vez que revisé - no. Cada fabricante, tamaño y dieléctrico tiene su propia curva.
Noté en LTpowerCAD que las tapas tienen C nominal, C a la mitad de voltaje nominal y C a campos de voltaje nominal. Me pregunto si alguien tiene alguna idea de cómo funcionan eso. Ajustar una parábola? SPICE sim detrás de escena?
Como dice @winny, parece haber una variación considerable entre los fabricantes. A menudo, debe ir más allá de la hoja de datos para usar el software o la información basada en la web del fabricante. Si no lo proporcionan, entonces estás en la oscuridad.
Periférico: Como te preocupas por las características de la cerámica más que muchos (como uno debería :-)). Tenga en cuenta que las tapas de cerámica pueden producir zumbidos cuando se golpean con una forma de onda escalonada y, por ejemplo, en el encendido, se sabe que provocan picos de voltaje lo suficientemente altos como para destruir, por ejemplo, los reguladores siguientes. | Pueden ocurrir efectos microfónicos: percusión para señal.

Respuestas (1)

Consulte siempre las hojas de datos. Dado que hay literalmente cientos de series de tapas de cerámica, las propiedades generales son similares para cada tipo de material, pero se degradan con una mayor capacitancia y mejoran si se sobrevalora el voltaje.

Los grados de calidad están inversamente relacionados con el costo y el impacto, aunque menores, a menos que se trate de un gran volumen de piezas. COG son dieléctricos de bajo k, por lo que son muy limitados en máx. valor en comparación con las otras familias.

Lo mejor para el voltaje y la insensibilidad piezoeléctrica son COG, un tipo de material equivalente a la categoría tempco NP0, también conocido como Neg/pos/zero temp. coeficiente (<50ppm/'C) Hay otros tipos de letras de materiales que corresponden a N100, N200, etc. a N1000 que se muestran en el primer gráfico superior izquierdo. P150 son raros pero existen para compensación de bobina.

El siguiente gráfico, arriba a la derecha, muestra la constante dieléctrica k alta, Y5V destinada a aplicaciones de temperatura ambiente que tienen el costo más bajo en comparación con X5R.

La siguiente fila muestra la frecuencia de resonancia de la serie de impedancia, SRF para un paquete SMD Murata 0402 pequeño dado en materiales COG vs X7R/Y5U.

ingrese la descripción de la imagen aquíLa caída de capacitancia del voltaje de CC se muestra a continuación, que para X7R/X5R nunca cae más del 30 % para estas partes y para su gráfico TDK <=20 %. De lo contrario, elegiría NP0.

A continuación, la impedancia de CA cae con un voltaje de CA en aumento que se muestra como una capacitancia en aumento para los tipos que no son COG. Tenga en cuenta que las frecuencias estándar de medición son más altas para COG.ingrese la descripción de la imagen aquí

A continuación, se muestran las reducciones de envejecimiento típicas en el valor de C, a menudo definidas al operar a clasificaciones de V del 70 % o del 80 % para estas categorías de materiales cerámicos.

El último muestra el impacto de la ESR en las tapas de cerámica y su capacidad para disipar el calor mediante nomografías de valores VA, V e I frente a F y C para estas piezas 0402 SMD.

Si reduce el voltaje en un 33 %, como mínimo puede esperar > 80 % C debido a la sensibilidad del suministro de todos los proveedores con TDK mejor que muchos otros. Para límites Q altos en RF y límites Q bajos para filtros SMPS, Murata también tiene muchas opciones excelentes en geometrías ESL amplias y bajas.

+1 por mencionar el envejecimiento, del que no se habla tanto como la temperatura o la reducción de polarización de CC. Murata siempre tiene excelentes hojas de datos, pero ¿qué haces cuando el componente que te gusta no tiene esta información disponible? Puedo enterrar a los FAE debajo de una pila de correos electrónicos hasta que tosen los diagramas, pero esperaba que hubiera alguna forma de estimar la reducción sin demora mientras el FAE se comunica con su ingeniero de componentes y le informa.
obtendrá un +1 si calcula la constante de tiempo ESR * C de los gráficos
Cómo reducir la potencia de un condensador cerámico para la polarización de CC
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