Конденсаторы керамические высоковольтные: Высоковольтные керамические конденсаторы | «ЛЭПКОС», ИЦ «Северо-Западная Лаборатория»

Высоковольтные керамические конденсаторы | «ЛЭПКОС», ИЦ «Северо-Западная Лаборатория»

Серия высококлассных конденсаторов для высоковольтных цепей. Данная серия разрабатывалась специально для обеспечения питанием лазерных установок, но нашла свое применение в высоковольтной электронике, в частности, в генераторах высокого импульсного напряжения – генераторах Маркса, ёмкостных делителях.

Конструкционно данные конденсаторы выполнены на серебряных обкладках с диэлектриком из титаната стронция – материала со стабильными температурными характеристиками (в температурном диапазоне -30…+85°C). Выводы конденсаторов исполнены “под винт”, что существенно облегчает монтаж и позволяет создавать батареи конденсаторов для высоковольных цепей. Эпоксидное покрытие конденсатора (epoxy resin) делает его устоичивым к пробоям, что крайне важно в профильных сферах применения.

Отличительные черты

• малые размеры
• малый тангенс угла диэлектрических потерь
• превосходные вольт-ёмкостные характеристики
• выводы под винт, делают монтаж удобным и надежным
• герметичное диэлектрическое покрытие

Серия	UHV		FHV
Температурный диапазон	-30…+85°C		-30…+85°C
Номинальное напряжение (DC), кВ	20…50		15…50
Изоляционное сопротивление	100000 MΩ min		100000 MΩ min
Номинальная ёмкость, (пФ)	100…4000		700…7000
Предельно допустимое отклонение ёмкости	±10%		±10%
Тангенс угла потерь	0,2% max		0,2% max
Температурно-ёмкостные характеристики	Z5T:+22, -33% [+10…+85°C, 25°C]		Y5S:±22% [-30…+85°C, 25°C]
Наряжение начала короны (AC)	3 пКл max. при 50% от min номинального напряжения (50 ГЦ)
Напряжение прочности изоляции	Отсутствие пробоев при превышении номинального напряжения в 1,5 раза, 60сек (в масле)

Подробнее

Подробнее

Номинальное напряжение Edc, (кВ)	Аритикул	Номинальная ёмкость, (пФ) ±10%	Габариты, мм			Внутренняя резьба
			ø D	T	L
15	FHV-153AN	7000	60	16. 5	20.5	ISO M5
20	FHV-1AN	1700	38	18.5	22.5	ISO M5
	FHv-2AN	3000	48
	FHV-3AN	5200	60
30	FHV-4AN	1200	38	22	26	ISO M5
	FHV-5AN	2100	48
	FHV-6AN	3500	60
40	FHV-7AN	850	38	26	30	ISO M5
	FHV-8AN	1500	48
	FHV-9AN	2600	60
50	FHV-10AN	700	38	29	33	ISO M5
	FHV-11AN	1300	48
	FHV-12AN	2100	60

Техническая документация завода изготовителя (data sheet) для серий UHV и FHV

Скачать документацию в формате PDF.

Наличие компонента на складе

Узнать наличие и цену интересующего Вас электронного компонента и оформить заказ, Вы можете на нашем онлайн-складе.

Высоковольтные SMD конденсаторы для поверхностного монтажа

Мы надеемся, что вся информация, представленная в каталоге, будет полезна и производителям промэлектроники, и сервисным центрам, и радиолюбителям.

Информация по размерам контактных площадок электронных компонентов, применяемых для разработки, сборки и монтажа печатных плат, находится в разделе Печатные платы.

Новые высоковольтные керамические конденсаторы для силовой электроники

В статье представлены характеристики и варианты исполнения новой серии высоковольтных керамических конденсаторов, которые были изготовлены с использованием нового диэлектрического материала. Этот диэлектрик позволяет получить аналогичные значения емкости конденсаторов при заданном рабочем напряжении, как и при использовании материала X7R. Однако по сравнению с X7R он обладает существенным преимуществом благодаря присущему этому материалу весьма низкому тангенсу угла диэлектрических потерь (tgδ), который составляет менее чем 5х10 ^–4. Это делает новые конденсаторы оптимально подходящими для силовых цепей, в которых выделение тепла, вызванное потерями, может привести к снижению надежности и ухудшению общих качественных характеристик.

Вступление

Как известно, основной тенденцией развития современного электронного оборудования является его миниатюризация. А это, в свою очередь, приводит к необходимости внесения в конструкцию изделия изменений, связанных с повышением внутренней температуры, вызванным паразитным рассеиванием мощности. Следовательно, необходимо решать весьма непростые вопросы, связанные с отводом тепла, выделяемого компонентами электрической схемы. Чтобы многослойные керамические конденсаторы смогли соответствовать этим новым требованиям, есть два пути:

• Создание конденсаторов, способных работать при более высокой температуре с сохранением уже достигнутого уровня надежности. Но это означает, что необходимо полное изменение конструкции и/или замена материалов этих компонентов.
• Разработка альтернативных компонентов с уменьшенными собственными потерями мощности в целях минимизации их нагрева. Поскольку такие потери напрямую связаны с тангенсом угла диэлектрических потерь в керамическом диэлектрике, то в этом случае предполагается, как вариант, полное изменение только материала керамического диэлектрика.

Этот второй вариант и подтолкнул компанию Exxelia Eurofarad разработать совершенно новую линейку высоковольтных керамических конденсаторов на основе нового диэлектрического материала, который был назван C48.

Технические ограничения

Для изготовления керамических конденсаторов используются, в основном, два типа диэлектриков. Первый тип — NP0-керамика. Основа этого материала — диоксид титана, имеющий малую диэлектрическую постоянную (ε _r ≤ 100). Такая керамика является очень стабильной, и конденсаторы на ее основе характеризуются весьма незначительными изменениями емкости в условиях воздействий температуры (рис. 1), напряжения или частоты.

Рис. 1. Типовая зависимость изменения собственной емкости конденсаторов,
выполненных на основе NP0-керамики, от температуры

Второй тип — X7R-керамика. Этот материал состоит, в основном, из титаната бария с высокой диэлектрической постоянной (1000 ≤ ε _r ≤ 5000) и имеет значительно большую зависимость от воздействия температуры, напряжения или частоты. Представление об этом дает рис. 2.

Рис. 2. Типовое изменение емкости конденсаторов,
выполненных на основе X7R-керамики, от температуры

Целью изменения диэлектрика, используемого для изготовления новых конденсаторов Eurofarad, была необходимость найти и использовать такой керамический материал, применение которого позволит:

• разработать конденсаторы с такими же характеристиками в части емкость/напряжение/объем, как и при использовании диэлектриков типа X7R;
• добиться меньших потерь, чем это присуще материалам типа X7R, т. е. выбрать диэлектрик с tgδ гораздо ниже, чем у материалов типа X7R, для которых обычное значение (для конденсаторов, предназначенных для высоковольтных цепей) значительно превышает 50 х 10^–4.

Таким образом, перед технологами Eurofarad стояла задача получить материал, который сочетал бы в себе наилучшие диэлектрические свойства материалов NP0 и X7R. В итоге выбор пал на диэлектрический материал с промежуточным значением диэлектрической постоянной (ε_r около 500), который мог быть использован в условиях большего градиента напряжения (отношение напряжения к диэлектрической толщине). Таким образом, емкость конденсаторов, выполненных на его основе, по отношению на единицу объема могла быть совместимой с емкостью конденсаторов на единицу объема, выполненных на базе диэлектрика типа X7R.

Диэлектрические характеристики и комментарии

Основные характеристики выбранного материала, который сочетает в себе преимущества диэлектриков типа NP0 и X7R, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики диэлектрического материала C48

Как можно видеть, диэлектрическая проницаемость рассматриваемой керамики меньше, чем у классических X7R-материалов. Это позволяет, при сохранении стандартных габаритных размеров, выпускать конденсаторы емкостью лишь в половину от емкости конденсаторов с диэлектриком типа X7R (рис. 3), что, на первый взгляд, воспринимается, естественно, как некоторое ограничение.

Рис. 3. Сравнение диапазонов емкости конденсаторов с диэлектриками типов NP0, X7R и C48, исполненными в одинаковых типоразмерах

Но у этого диэлектрика есть положительное свойство: он является очень стабильным под воздействием напряжения. Потеря емкости выполненного на его основе конденсатора по отношению к напряжению постоянного тока составляет всего пару процентов (рис. 4), тогда как для классической керамики типа X7R (2R1) это значение достигает примерно 60% и более.

Рис. 4. Изменение емкости конденсаторов на основе диэлектрика C48 в зависимости от уровня приложенного напряжения (в процентах относительно рабочего напряжения конденсатора)

Если принять во внимание то значение емкости конденсатора, которое осталось под заданным номинальным напряжением (фактическое рабочее напряжение), то простой расчет показывает, что реальное значение емкости такого конденсатора будет соответствовать тому, как если бы в его конструкции использовались керамические диэлектрики типов X7R или 2R1.

Кроме того, tgδ нового диэлектрика является весьма низким, обычно он составляет менее 0,05%. При таком уровне собственных потерь тепловыделение при использовании таких конденсаторов уже не имеет столь существенного значения.

При одинаковых значениях емкости конденсаторы новой серии эквивалентны конденсаторам с диэлектриком типа X7R, но обладают непревзойденным преимуществом — практически отсутствует тепловыделение. Рисунок 5 демонстрирует эту особенность новых конденсаторов по сравнению с конденсаторами, выполненными на основе керамического материала X7R. Данные приведены на частоте 400 Гц. Как видим, в отличие от конденсаторов с диэлектриком типа X7R, температура корпуса конденсаторов C48X не повышается, что, естественно, делает их более надежными.

Рис. 5. График изменения температуры конденсаторов типа C48X во всем рабочем диапазоне напряжений на частоте 400 Гц по сравнению с конденсаторами на основе керамики типа X7R

Рассматриваемая керамика гораздо лучше приспособлена для использования в низкочастотных приложениях (как правило, для частот 50 и 400 Гц), чем материалы типа X7R. Вот почему она сейчас широко используется, например в оборудовании с непосредственным подключением к электрической сети.

Кроме того, этот материал также может выдерживать и очень высокие скорости нарастания напряжения (dV/dt), которые могут достигать значений 10 кВ/мкс (для сравнения: типовое значение для классического X7R-диэлектрика составляет 100 В/мкс).

Номенклатура конденсаторов

Конденсаторы Eurofarad с использованием керамического материала типа C48 разработаны на уровни рабочих напряжений от 200 В до 5 кВ с чипами типоразмеров от 1812 до 16080, что позволяет получить максимальное значение ем-кости таких чип-конденсаторов, равное 10 мкФ, с рабочим напряжением 200 В. В то же время варианты в виде сборок предлагаются с максимальным значением емкости в 47 мкФ с рабочим напряжением 200 В. Принимая во внимание низкие собственные потери рассматриваемых конденсаторов, можно сделать вывод о том, что такой продукт будет оптимально пригодным для использования в решениях, предназначенных для силовых цепей.

Что касается монтажа этих конденсаторов, то, чтобы обеспечить их совместимость и с технологией поверхностного монтажа, и с монтажом через сквозные отверстия, предусмотрен достаточно широкий ряд доступных для применения конфигураций в части конструктивного исполнения (таблица 2). Все эти версии подходят для использования в оборудовании, работающем в космическом пространстве, и могут быть разработаны так, чтобы избежать риска роста «усов» олова. В этом случае нельзя использовать припои без содержания как минимум 10% свинца.

Комментарий специалиста
Ольга Синякова, инженер по внедрению департамента пассивных компонентов холдинга PT Electronics, olga.sinyakova@ptelectronics.ru
«Немаловажным преимуществом является то, что использование диэлектрика C48X позволяет конденсаторам выдерживать очень высокие скорости нарастания напряжения dV/dt — до 10 кВ/мкс. Это делает конденсаторы типа C48X отлично приспособленными для импульсных устройств и приложений, требующих многократных циклов заряда/разряда, а также устройств военного назначения».

Для целей поверхностного монтажа, компоненты могут быть выбраны в исполнении для установки непосредственно на плату, что характерно для большинства обычных конденсаторов, или (что рекомендуется для конденсаторов больших типоразмеров) использовать конденсаторы с ленточными выводами (R-версии) либо с выводами типа DIL (версии P, PL и L). В последнем случае будет поглощаться большая часть термомеханических напряжений, предотвращая таким образом образование трещин в керамическом материале конденсаторов.

Таблица 2. Различные исполнения конденсаторов, предлагаемых для серии C48X. Более подробная информация представлена в Приложении 1.

При необходимости монтажа в отверстия печатной платы могут использоваться конденсаторы с выводами DIL (DualIn-Line package — плоский корпус с двусторонним расположением выводов, версия N) или с классическими проволочными радиальными выводами, пригодными как для пайки вручную, так и для групповой пайки волной припоя. Для такого монтажа доступны конденсаторы с различными покрытиями, которые выбираются в зависимости от требуемой степени защиты от воздействия окружающей среды.

Области применения и новые разработки

Компания Eurofarad производит продукцию для основных аэрокосмических и оборонных предприятий, многие из предлагаемых конденсаторов уже используются в ракетной технике, в системах регулирования и управления двигателями, устройствах молниезащиты, центральных процессорных блоках.

Характеристики материала C48 (кроме зависимости их емкости от температуры) достаточно близки по характеристикам к конденсаторам, выполненным с использованием керамики типа NP0. Так, предполагается, что для тех приложений, где стабильность температуры не является ключевым параметром, при использовании этой новой керамики емкость конденсаторов NP0 может быть увеличена с коэффициентом, равным пяти. Или, если посмотреть с другой стороны, для заданного номинала емкости габариты конденсатора могут быть уменьшены в пять раз, что является весьма перспективным для целей миниатюризации приложений, в которых ранее использовались конденсаторы с диэлектриком типа NP0.

Еще одним направлением для дальнейшего развития конденсаторов типа C48X является разработка изделий для целей космической отрасли. Работы компании Eurofarad активно направлены на разработку и квалификацию для космического применения конденсаторов, рассчитанных на более низкие рабочие напряжения и имеющих меньшие габаритные размеры. Начало работ ориентировочно запланировано на середину 2015 г.

Заключение

Предлагаемая новая серия высоковольтных конденсаторов выпускается с использованием керамического диэлектрика, характеристики которого имеют промежуточное значение между показателями для материалов типа NP0 и X7R (2R1), и является весьма перспективной, например для использования в цепях питания космического оборудования. Опыт применения конденсаторов Eurofarad в военной и аэрокосмической технике подтверждает, что именно такой вариант конструктивного исполнения может быть очень полезным для использования в этой области.

Автор: Мод Фабр (Maud Fabre), Eurofarad, Exxelia Group
Перевод: Владимир Рентюк
(опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №2 2015)

Конденсаторы керамические высоковольтные серии КВИ

Конденсаторы серий КВИ-1, КВИ-2, КВИ-3 – высоковольтные керамические конденсаторы постоянной ёмкости накапливают заряд от 1,5пФ до 6800пФ при напряжении от 5кВ до 30кВ. Допустимое отклонение ёмкости составляет ±10%, ±20%.

Низкочастотные конденсаторы предназначены для эксплуатации в импульсных цепях (режимы радио- или видеоимпульсов) с длительностью импульса от 0,04 мкс до 1000 мкс и частотой не более 10 000Гц.

Конденсатор представляет собой неизолированный защищенный корпус дискового, бочоночного или цилиндрического типа. На корпусе конденсатора приведена краткая маркировка номинала с указанием ёмкости, его допустимого отклонения и номинального напряжения.

Крепление керамических дисковых или бочоночных конденсаторов осуществляется с помощью винтового монтажа, а цилиндрических – за проволочные выводы аксиального типа или за корпус.

Относительно ТКЕ (температурный коэффициент ёмкости) керамические конденсаторы КВИ представлены группами М1500 и Н30.

Повышенная рабочая температура среды составляет не более +125°С, рабочая пониженная температура – не ниже -60°С. Предельный тангенс угла потерь tgδ для КВИ-1 не более 0,0015, для КВИ-2 и КВИ-3 – не более 0,002, максимальный ток утечки – 3мкА. Наработка при этом составляет не менее 25 000 ч.

К внешним воздействующим факторам, к которым устойчивы керамические конденсаторы серии КВИ, относят вибрации с частотой 10-200Гц (ускорение до 8g) и механические удары многократного (ускорение до 12g) или одиночного (ускорение до 150g) действия.

Применяются представленные высоковольтные конденсаторы КВИ в электроэнергетической сфере, металлопромышленности, автотракторной, медицинской, фотографической технике, при изготовлении дозиметров, при испытаниях импульсных трансформаторов и в другой радиоэлектронной аппаратуре.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, габаритные и установочные размеры керамических конденсаторов КВИ-1, КВИ-2, КВИ-3 указаны ниже. Наша компания гарантирует качество и работу поставляемых конденсаторов в течение 2 лет с момента их приобретения; предоставляются паспорта качества.

Окончательная цена на керамические высоковольтные конденсаторы КВИ зависит от количества, сроков поставки и формы оплаты.

Высоковольтные конденсаторы . Рынок Электротехники. Отраслевой портал

В статье обсуждается состояние глобального рынка высоковольтных конденсаторов. Читатель должен понимать, что для каждого основного типа используемого в конденсаторах диэлектрика, определение высокого напряжения отличается. Подавляющее большинство конденсаторов, предназначенных для приложений с высоким напряжением, являются конденсаторами на основе электростатической пластиковой пленки, и в этом случае, чаще всего говорят о диэлектриках, представляющих собой пленку полипропиленового типа.

Полипропиленовые пленочные конденсаторы применяются с напряжением в сотни тысяч вольт, и в этом отношении пропиленовая пленка, действительно, выделяется из остальных диэлектриков. Керамические конденсаторы (тоже электростатические), выпускаются для работы с напряжениями до 100 000 Вольт. В статье рассматриваются также и алюминиевые электролитические конденсаторы, особенно с зажимными контактами и защелками, которые выпускаются для напряжений до 500 вольт на ячейку.

Среди других конденсаторов, предназначенных для работы в цепях с высоким напряжением, можно назвать танталовые электролитические конденсаторы, слюдяные конденсаторы, стеклянные конденсаторы, и углеродные конденсаторы. Однако диэлектрики этих типов имеют незначительную долю в общих продажах 2012 года, если их сравнивать с более обширным рынком высоковольтных пленочных конденсаторов, высоковольтными керамическими конденсаторами и высоковольтными алюминиевыми электролитическими.

Высоковольтные пленочные конденсаторы

К высоковольтным конденсаторам на основе пластиковой пленки относится ряд подкатегорий, которые, в основном, определяются их применением. Сюда входят конденсаторы для передачи и распределения энергии высокого напряжения, конденсаторы, используемые в высоковольтных двигателях, конденсаторы для промышленной корректировки мощности высокого напряжения, конденсаторы для высоковольтных микроволновых печей, высоковольтные конденсаторы магнитных дросселей, и специальные высоковольтные пленочные конденсаторы для переключения, фильтрации, стабилизации и увеличения мощности. Такие конденсаторы доступны в диапазонах напряжений от 300 VAC до 1 000 000 VAC (1000 кВ), и представляют собой наиболее распространенное семейство продуктов для высоковольтного оборудования во всем мире. Основной диэлектрик, используемый в пленочных конденсаторах высокого напряжения – это полипропилен, который для создания конденсатора высокого напряжения может применяться сам по себе, или вместе с крафт-бумагой, алюминием, или тонкой фольгой.

Помимо упомянутых выше больших и маленьких цилиндрических конденсаторов, существуют и плоские конденсаторы с радиальным выводом, используемые в печатных платах, изготавливаемые из полипропилена, и считающиеся ответвлением рынка мощных пленочных конденсаторов. В эту ветвь рынка входят конденсаторы с радиальным выводом для переменного и импульсного тока, используемые в таких приложениях как цепи размагничивания в телевизорах на ЭЛТ, и в ряде других специальных применений.

Другим продуктом, заслуживающим внимания, являются конденсаторы на пленке из тефлона, предназначенные для работы при температурах 200 градусов Цельсия, и при высоких напряжениях, от 300 вольт до 1 кВ. Также следует упомянуть традиционные конденсаторы на металлизированной полиэтиленовой пленке, некоторые из которых используются при высоких напряжениях.

Чтобы охватить большую часть применений конденсаторов для корректировки мощности, стабилизации, фильтрации и усиления мощности в оборудовании, связанном с напряжением сети, мы также рассматриваем пленочные конденсаторы, применяемые в таких важных приложениях, как оборона, медицина и нефтегазовая промышленность. Это связано со свойством самовосстановления конденсаторов на пластиковой пленке (при появлении микроскопических проколов или порывов в диэлектрике из пластиковой пленки, она может «залечиться», и минимизировать вероятность пробоя конденсатора или его катастрофического отказа). Пленочные конденсаторы представляют наиболее крупный сегмент применения конденсаторов высокого напряжения в рынке 2012 года.

Алюминиевые электролитические высоковольтные конденсаторы

Часть всего рынка алюминиевых электролитических конденсаторов может быть отнесена к высоковольтным конденсаторам. К этой группе относятся алюминиевые электролитические конденсаторы на защелках и зажимных контактах, которые способны работать в цепях с напряжением от 100 до 500 Вольт. Эти конденсаторы электролитического типа используются, в основном, в инвертерах и в двигателях, где их применяют для фильтрации напряжений.

Алюминиевые конденсаторы не могут работать с теми же типами высокого напряжения, как и электростатические конденсаторы. Однако они обеспечивают значительную емкость, по сравнению, как с пленочными конденсаторами, так и с керамическими электростатическими конденсаторами. Это позволяет им занимать уникальное место в приложениях силовой электроники. Фактически, многие алюминиевые конденсаторы с зажимными контактами в приложениях, связанных с инвертерами, могут иметь величину емкости от 380 до 25 000 микрофарад. Они также могут устанавливаться параллельно или последовательно, чтобы увеличить общее напряжение и емкость, требуемые для работы инвертера, двигателя, или источника питания.

Керамические высоковольтные конденсаторы

В семейство керамических высоковольтных конденсаторов обычно включаются только конденсаторы, работающие с напряжением не менее 500 вольт. Такое напряжение может считаться по своей природе, действительно, высоким напряжением.

Эти конденсаторы могут рассматриваться, как полномочные представители рынка керамических конденсаторов высокого напряжения. К ним относятся многослойные, однослойные и полусферические керамические высоковольтные конденсаторы. Керамические высоковольтные конденсаторы обычно применяются с напряжением от 500 вольт до 100 000 Вольт, и используются, в основном, в специальных источниках энергии, и в связанной с ними силовой электронике. Во всем мире такие приложения относятся к обороне, к медицине, и к забойным насосам.

Другие высоковольтные конденсаторы

Чтобы не оставлять в стороне другие диэлектрики, следует отметить, что некоторые продукты на их основе также можно считать относящимися к высокому напряжению. Их не следует исключать из обзора, и поэтому они упоминаются здесь.

– Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые конденсаторы на основе электролита высокой проводимости используются в медицинских имплантатах. Они работают с напряжением от 600 вольт до 1 кВ. Эти конденсаторы по своей природе являются электролитическими конденсаторами, и их уникальная конструкция обеспечивает большую емкость, сравнимую с электролитическими алюминиевыми конденсаторами. Однако танталовые конденсаторы служат дольше.

– Конденсаторы из слюдяной бумаги

Рынок конденсаторов на основе восстановленной слюды является относительно небольшим, однако их уникальная конструкция предоставляет потребителям две специфических возможности – работа при температуре в 200 градусов Цельсия, и работа с высоким напряжением, от 1 кВ до 30 кВ. Слюдяные конденсаторы используются почти исключительно в оборонных приложениях, таких, как детонаторы, и системы зажигания для реактивных двигателей.

– Стеклянные конденсаторы

Конденсаторы из специального стекла изготавливаются исключительно по военным спецификациям, в соответствии с документом MIL-C-11272. Эти стеклянные конденсаторы работают при напряжении в 500 Вольт и используются, как для оборонных приложений, так и для приложений, связанных с забойными насосами.

– Углеродные конденсаторы

Углеродные конденсаторы характеризуются уникальным дизайном и строением, и предлагают пользователям высокую плотность энергии при высоком напряжении (до 1,2 кВ). Применение таких конденсаторов носит почти исключительно военный характер.

Высоковольтные конденсаторы, как часть общего рынка конденсаторов

Основным результатом настоящего отчета является то, что в 2012 году размер рынка конденсаторов высокого напряжения составит в годовом объеме 16% величины всего рынка конденсаторов. Это большой глобальный рынок, на котором спрос образуется, в первую очередь, благодаря приложениям, связанным с оборудованием обслуживания электрических линий, а также приложениям специального характера, таким как оборона, оборудование нефтегазовой промышленности, и медицинские устройства.

Конфигурация компонентов рынка высоковольтных конденсаторов

(малые цилиндрические, большие цилиндрические, выводные и SMD)

 «Цилиндры» отдельных конденсаторов составляют самую большую часть рынка конденсаторов высокого напряжения. На их долю приходится около 74% всего потребления, в то время как традиционные компоненты (чипы, с осевыми и радиальными выводами) составляют в 2012 году в денежном выражении всего 26%.

«Цилиндрические» конденсаторы используются для передачи и распределения электроэнергии и для управления двигателями. Сюда же относятся мощные пленочные конденсаторы, конденсаторы, применяемые для промышленной коррекции мощности,  конденсаторы магнитных дросселей, конденсаторы микроволновых печей, алюминиевые конденсаторы с зажимными контактами и с защелками. Компоненты этой группы включают в себя пленочные конденсаторы импульсного и переменного тока (с радиальными выводами), керамические конденсаторы (многослойные, однослойные, с осевыми и радиальными выводами, и полусферические). Сюда же входят, электролитические танталовые конденсаторы (с осевыми выводами), слюдяные конденсаторы (с осевыми выводами) и стеклянные конденсаторы (с радиальными выводами).

Приведенная ниже схема, разбивает «цилиндрические» высоковольтные конденсаторы на группы. В первую группу выделяются малые цилиндрические конденсаторы (для управления двигателями, промышленной корректировки мощности, для магнитных дросселей, микроволновых печей и алюминиевые конденсаторы на защелках – 45 % объема потребления). Ко второй группе относятся «крупные цилиндрические» конденсаторы (конденсаторы, используемые в передаче и распределении энергии и алюминиевые конденсаторы с зажимными контактами – 29% всего потребления конденсаторов высокого напряжения).

На схеме также показаны чипы поверхностного монтажа (все многослойные), используемые для высоковольтных приложений (9% общего объема), а также выводные конденсаторы (как с осевым, так и с радиальным выводом), такие как конденсаторы с радиальным выводом для импульсного и переменного тока (они составляют 17% объема всех конденсаторов высокого напряжения). К этой же группе относятся керамические выводные конденсаторы, танталовые электролитические конденсаторы и слюдяные конденсаторы.

Высоковольтные конденсаторы: Спрос на рынке конечного потребителя

Следующая схема иллюстрирует потребление высоковольтных конденсаторов в сегменте рынка, относящегося к конечным пользователям. В этой схеме мы показываем агрегированное потребление конденсаторов вне зависимости от типа диэлектрика. Читатель должен учесть, что многие из рынков конечных пользователей потребляют больше одного типа конденсатора высокого напряжения. Основной таких рынков являются поставщики энергии – организации, поставляющие и распределяющие электроэнергию, промышленные генераторы и инвертеры, двигатели, а также оборонная электроника, промышленные системы корректировки мощности и другие рынки, связанные с электрическими сетями.

Предметом интереса являются небольшие специализированные сегменты конечных потребителей, где требование высокого напряжения также дополняется другими требованиями, такими, как высокая температура (200 градусов Цельсия, и выше), высокая частота (превышающая 1 Ггц), способность работать в условиях радиации, коррозии, или очень сильной вибрации в течение длительных промежутков времени. К таким рынкам относятся оборона, электроника нефтегазовой отрасли, медицинская электроника, производство полупроводников и другие нестандартные рынки, которые совместно обеспечили в 2012 году объем в 13% потребления высоковольтных конденсаторов.

разбивает «цилиндрические» высоковольтные конденсаторы на группы. В первую группу выделяются малые цилиндрические конденсаторы (для управления двигателями, промышленной корректировки мощности, для магнитных дросселей, микроволновых печей и алюминиевые конденсаторы на защелках – 45 % объема потребления). Ко второй группе относятся «крупные цилиндрические» конденсаторы (конденсаторы, используемые в передаче и распределении энергии и алюминиевые конденсаторы с зажимными контактами – 29% всего потребления конденсаторов высокого напряжения).

На схеме также показаны чипы поверхностного монтажа (все многослойные), используемые для высоковольтных приложений (9% общего объема), а также выводные конденсаторы (как с осевым, так и с радиальным выводом), такие как конденсаторы с радиальным выводом для импульсного и переменного тока (они составляют 17% объема всех конденсаторов высокого напряжения). К этой же группе относятся керамические выводные конденсаторы, танталовые электролитические конденсаторы и слюдяные конденсаторы.

Прогноз: Перспективы высоковольтных конденсаторов для сегмента конечных пользователей в 2017 году

Основным растущим рынком высоковольтных конденсаторов станут промышленные приводы и инвертеры, PSC-двигатели, электроника нефтегазовой промышленности, и медицинская электроника. Спад будет происходить на рынке телевизоров (размагничивание), микроволновых печей (серьезное давление на снижение цен) и балластного освещения (замена на LED).

Предполагается, что в ближайшие пять лет основные рынки высоковольтных конденсаторов останутся в трех основных регионах мира – Азиатско-Тихоокеанский, США, и Европа. Рост по типам конденсаторов будет идти в основном в сегменте больших цилиндрических электролитических конденсаторов, высоковольтных многослойных конденсаторов, а также танталовых электролитических конденсаторов, слюдяных, и стеклянных конденсаторов. Рост пленочных конденсаторов останется стабильным, хотя в некоторых сегментах наметится спад. Это такие сегменты, как дроссельные конденсаторы, конденсаторы для микроволновых печей, и конденсаторы для размагничивания.

В результате, рост пленочных конденсаторов снизится по сравнению с алюминиевыми и керамическими конденсаторами. Но в целом, высоковольтные конденсаторы останутся значительной частью глобальной индустрии конденсаторов, и сохранятся в тех сегментах рынка, которые продолжат быть значимо доходными для производителей. Эта тенденция особенно усилится после того, когда требования высокого напряжения сравняются с требованиями к работе в условиях высокой температуры, высокой частоты, сильной вибрации, коррозии, радиации, и других аспектов по-настоящему суровой окружающей среды.

многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

Многослойные керамические конденсаторы (MLCC — multilayer ceramic capacitor) это достаточно привычные компоненты РЭА, которые, несмотря на присущие им недостатки, широк используются для фильтрации, развязки, блокировки и подавлению помех, что крайне важно с точки зрения выполнения требований по электромагнитной совместимости (ЭМС).

В общем случае многослойные керамические конденсаторы, уже судя из своего названия представляют собой слоистую структуру в виде керамического пирога, «промазанного» токопроводящими слоями. Слои керамики выполняют роль диэлектрика, а металлизация между ними — обкладок (рис. 1).

Рис. 1. Типовая структура MLCC-конденсатора категории BME

Однако в таких конденсаторах есть существенное различие. Оно касается внутренних электродов и в меньшей степени терминалов. Что касается терминалов то они имею те или иные вариации, обусловленные техпроцессом изготовления, но, главное, что нас разработчиков интересует и касается напрямую, это то, что из-за необходимости соответствия Директиве RoHS, они могут иметь чисто оловянное покрытие (низкотемпературное) или SAC (высокотемпературное), но в настоящее время большая часть MLCC-конденсаторов имеет оловянное покрытие. Это позволяет повысить надежность их пайки, остальные проблемы [1] здесь уходят на второй план, так как современная электроника широкого применения, ввиду ее быстрого морального старения, не рассчитывается на длительный срок жизни.

Что касается внутренних электродов, то здесь мы имеем два варианта. Первый — это MLCC-конденсаторы обычного или базового исполнения, которые относятся к категории BME (Base Metal Electrode). Их электроды выполняются из никеля (Ni) или медно-никелевого (NiCu) сплава. Вторые — это конденсаторы с обкладками из благородных металлов — сплав AgPd, такие MLCC-конденсаторы относятся к категории NME (Noble Metal Electrode) и отличаются повышенной надежностью. Для первой категории никель иногда убирается даже и из терминалов. Конденсаторы категории BME — это не ширпотреб. Они обеспечивает более высокую нагрузочную способность по напряжению. В качестве основного диэлектрика для конденсаторов малой емкости используется метацирконат кальция, но в настоящее время более популярны MLCC-конденсаторы с диэлектриками типа X7R и X5R, которые основаны на титанате бария с такими добавками, как диоксид марганца [5]. Оба диэлектрика хорошо сочетаются с медно-никелевыми и никелевыми электродами.

Однако есть проблема. В настоящее время ряд объективных и субъективных причин привели к дефициту MLCC-конденсаторов на рынке (рис. 2) [9] и причин тут несколько. Во-первых, рост спроса. Современный смартфон содержит сотни, а электрический автомобиль более 10 тысяч MLCC. Это основные потребители MLCC-конденсаторов, в типичном смартфоне общая емкость керамических конденсаторов достигает 75 мкФ. Вторая причина дефицита кроется не только в росте потребления, ее можно было бы решить, нарастив мощности их выпуску, она еще и непосредственно в технологии изготовления самих конденсаторах. И делится на две — исчерпание возможностей наращивать объемы выпуска керамики, и рост дефицита на серебро (его добыча в 2018 году упала на 11%) и палладий, которые, как уже было сказано, используются в высококачественных MLCC. Как результат рынок MLCC исчерпал свои резервы и его рост почти остановился. Тренд это или временное явление? Жизнь покажет. Но пока мы имеем то, что имеем.

Рис. 2. Динамика поставок керамических конденсаторов в млрд. микрофарад в период 1990–2018 гг.

Поскольку резкого увеличения выпуска не предвидится, для разработчиков РЭА здесь один выход — оптимизировать использование MLCC и остановить свой выбор на поставках от известных брендов таких, как, например, Vishay Intertechnology (VISHAY) и EPCOS AG (EPCOS, ныне одна из компаний TDK Corporation). Применение таких конденсаторов даст гарантии получения заданных электрических характеристик и надежности конечного продукта, и позволит избежать необходимости чрезмерного резервировать MLCC-конденсаторов на плате.

В чем причина того, что мы даже в условиях настающего дефицита не можем кардинально уйти от использования MLCC-конденсаторов? Дело в том, что основная масса таких конденсаторов используется в цепях питания и именно для решения проблемы ЭМС, а чапаевский подход — в лоб, путем использования электролитических конденсаторов, эту проблему не решает. Подробное рассмотрение вопросов сравнения и особенностей использования конденсаторов разных технологий и их комбинаций выходит за рамки настоящей статьи (подробно см.  [2, 3, 4]). Тем не менее, вкратце отметим ряд важных моментов.

Используя привычные для нас дешевые алюминиевые и более дорогие — танталовые и полимерные конденсаторы, мы можем решить проблему сокращения MLCC-конденсаторов, но лишь частично и далеко не везде. Кроме того, они при относительно малых номинальных емкостях имеют несравнимо большие габариты.

Алюминиевые электролитические конденсаторы в свете подавления высокочастотных электромагнитных помех (ЭМП) как основной элемент вообще не рассматриваются. Их задача обеспечить накопление энергии и справиться с пульсациями, и даже здесь они, сами по себе, бессильны и без MLCC-конденсаторов справиться не могут. Что касается алюминиевых полимерных конденсаторов, то они весьма перспективны, но эта замена пока еще дорогая, коммерчески доступный выбор таких конденсаторов ограничен и разработчики к ним еще не привыкли.

Что касается танталовых конденсаторов, то они не только дорогие, но и сами находятся в кризисе в части поставок, и как раз MLCC-конденсаторы помогли в свое время из него выйти [7]. Кроме того, им присущ ряд неприятных моментов, например, образование потенциальных локальных очагов возгорания. Как известно они изготавливаются на основе аморфного пентаоксида тантала (Ta₂O₅), а в качестве электролита обычно используется твердый диоксид марганца (MnO₂). Несоблюдение требований по максимальному рабочему напряжению и токам повышает температуру внутри конденсатора, которая приводит к деградации. Но главная проблема — это высокое содержание кислорода в MnO₂, что при пробое приводит к образованию потенциальных локальных очагов возгорания. Это тепло, в свою очередь, переводит аморфный пентаоксид тантала в кристаллическую форму, которая является хорошим проводником, со всеми вытекающими отсюда последствиями, а сам процесс выделения тепла становится уже лавинообразным. Имеются танталовые конденсаторы с полимерным диэлектриком, но они решают проблему не в полной мере, так как имеют малую емкость и большой ток утечки, особенно при включении и не широкодоступны.

Если обратиться к повседневной практике, то что греха таить, вопросу оптимального баланса при выборе комбинации входных и выходных конденсаторов для подавления пульсаций и помех DC/DC-преобразователей разработчики уделяют недостаточно внимания. Здесь обычно пользуются или традицией — «вали кулем, потом разберем», мол, все так делают или опытом, который, как известно, «сын ошибок трудных». В общем, как любят шутить украинские разработчики РЭА, здесь достаточно часто используется справочник «Стэля» (укр. стеля — это потолок), но такие потолочные подходы лучше оставить любителям и пользоваться инженерным анализом с математическими выкладками.

Однако, чтобы не приводить здесь громоздкие подтверждающие расчеты, только скажем, что общий пульсирующий ток в любом случае необходимо разделить между сглаживающими электролитическими и керамическими MLCC-конденсаторами. Это же касается и входных и выходных цепей. Так что, как бы нам не хотелось, без MLCC здесь никак.

На рис.  3 в качестве примера показано напряжение пульсации на выходе понижающего DC/DC-преобразователя при использовании алюминиевого полимерного конденсатора на выходе понижающего DC/DC-преобразователя совместно с керамическим многослойным конденсатором [8]. Комментарии тут, как говорится, излишни.

Рис. 3. Сравнение использования алюминиевых электролитических конденсаторов на выходе понижающего DC/DC-преобразователя с керамическим многослойным конденсатором (MLCC)

Кроме того не забываем, что одним из решений проблемы ЭМС является еще и оптимизация формы импульсов, а именно — уменьшение скорости нарастания. Точно положить фронт нам опять-таки помогут MLCC-конденсаторы, но на этот раз относительно малой емкости.

Основными же преимуществами современных MLCC-конденсаторов являются их высокая удельная емкость, эти конденсаторы доступны в очень небольших форм-факторах и их легко «рассыпать» по печатной плате. Кроме того, они предлагают нам широкий диапазон номинальных емкостей, широкий диапазон рабочих напряжений, стандартный набор и низкие значение эквивалентного последовательного сопротивления ESR (equivalent series resistance) с малой зависимостью от температуры, низкую собственную индуктивность ESL (Equivalent Series Inductance), сверхмалый ток утечки и высокую стабильность ТКЕ (температурный коэффициент емкости) для некоторой части диэлектриков, как правило, для конденсаторов небольшой номинальной емкости, для них же характерно малое отклонение и сдвинутый в область более высоких частот собственный резонанс. Как можно видеть — достоинств много.

Однако в этой бочке меда есть и ложка дегтя. Недостатки — малая механическая прочность и устойчивость к термоудару (при пайке требуют подогрев), высокая зависимость емкости от напряжения смещения, низкий ТКЕ и большое отклонение от номинальной емкости для конденсаторов больших номиналов, для них же сдвинутый в область более низких частот собственный резонанс, пьезоэффект (механические вибрация и удары превращаются в электрический сигнал) (причины и следствия см. [6]).

Взвесив все pro et contra можно сказать, что здесь нужен обдуманный подход, а реализовать его в полной мере помогут преимущества конденсаторов от известных брендов, поскольку в характеристиках их продуктов вы будете иметь уверенность на все 100%. С ними вы сможете принять меры к оптимизации схемных решений, обеспечив заданную надежность, избежав излишнего резервирования и, соответственно, лишних затрат.

Итак, что нам предлагается на рынке? Компании VISHAY и EPCOS предлагают нам широкий выбор многослойных керамических конденсаторов различного исполнения и разного применения.

Что касается компании VISHAY, то производством многослойных керамических конденсаторов MLCC занимается Vishay Vitramon, компания, входящая в состав Vishay с 1994 года. Компания производит конденсаторы для поверхностного монтажа двенадцати стандартных типоразмеров с использованием восьми различных диэлектрических материалов. Диапазон номинальных напряжений конденсаторов: 6,3-3000 В, а максимальная рабочая температура до 175 °C. Нам коммерчески доступны следующие основные варианты исполнения MLCC-конденсаторов [10]:

1. Vishay Vitramon Chip Capacitor: Конденсаторы серии VJ — это надежная замена конденсаторов для поверхностного монтажа с содержанием свинца. В серии доступны конденсаторы варианта BME для диэлектриков X7R/X5R/Y5V и варианта NME для диэлектрика NP0, а также высокодобротные конденсаторы типоразмера 0402.
2. High-Q Serie: C0G (NP0) сверхстабильные высокочастотные конденсаторы.
3. Medical Grade Capacitors: Для имплантируемых сердечно-сосудистых систем.
4. Automotive Grade Capacitors: Конденсаторы, соответствуют требованиям AEC Q200 для автомобильной электроники.
5. MIL-PRF‑55681: Соответствует требованиям спецификации Министерства обороны для конденсаторов военного класса.
6. High-Voltage Series: Для приложений с напряжениями выше 200 В.
7. С диэлектриком X8R: Стабилизированная емкость с надежным представлением до + 150 °C.
8. Серия Tip N Ring: Заменяет пленочные конденсаторы высокого напряжения в фильтрах телекоммуникационных линий.
9. Серия VTOP: Низкопрофильные, толщина менее 0,026″ (0,66 мм).
10. Серия Low Inductance (с низкой собственной индуктивностью): Имеют индуктивности в половину меньше, чем у стандартных продуктов.
11. Серия Cer-F: Альтернатива пленочным конденсаторам со стабильным температурным коэффициентом емкости.
12. Серия устойчивых к воздействиям чип-конденсаторов RuGGred: Усовершенствованный диэлектрик X7R, низкое энергопотребление, более высокое по сравнению со стандартными конденсаторами рабочее напряжение и отличные характеристики стойкости к тепловому удару.
13. Серия OMD-Cap: Снижает риск короткого замыкания и снижения сопротивления изоляции от трещин на конденсаторах из-за изгиба платы, отличатся высоким напряжением пробоя по сравнению со стандартными конденсаторами.
14. Серия HVArc Guard: Высоковольтные керамические SMD-конденсаторы большой емкости, разработанные для предотвращения образования поверхностной электрической дуги.

Кроме того, предлагаются исполнения конденсаторов с повышенной надежностью, предназначенные для требующей высокой гарантированной надежности аппаратуры, работающей в жестких условиях окружающей среды. Конденсаторы для требующей высокой гарантированной надежности аппаратуры с терминалами, имеющими покрытие матовым оловом с подслоем Sn/Pb с минимальным содержанием свинца 4% выводами. Конденсаторы устойчивые к механическим нагрузкам с гибкими терминалами. Конденсаторы высокой емкости на основе диэлектриков X5R и X7R (рабочая температура до + 125 °C), предназначенные для замены танталовых электролитических конденсаторов. В сериях доступны конденсаторы сверхмалых форм-факторов для миниатюрной электроники и конденсатор с высокой добротностью. Для некоторых типов аппаратуры интерес будут представлять немагнитные конденсаторы, которые выполняются без содержания никеля [10]. Конденсаторы представлены в серии VJ (Non-Magnetic Series) и доступны с диэлектриками C0G (NP0) с диапазоном емкостей 0,5 пФ … 39 нФ (рабочее напряжение 10–3000 В) и X7R/X5R с диапазоном емкостей 100 пФ … 6,8 мкФ (рабочее напряжение 6,3–3000 В).

Компания EPCOS так предлагает нам очень широкий выбор рассматриваемых конденсаторов. В том числе и MLCC выводного исполнения, что позволяет уменьшить механические напряжения и обеспечить повышенную электрическую прочность изоляции, увеличивая пути токов утечки (рис. 4) [11].

Рис. 4. MLCC выводного исполнения компании EPCOS позволяют уменьшить механические напряжения на конденсаторе и обеспечивают повышенную электрическую прочность изоляции

В настоящее время от EPCOS коммерчески доступны следующие основные серии MLCC конденсаторов [12]:

1. Для автомобильной промышленности:

• • Серия CGA— конденсаторы с номинальным напряжением до 75 В.
  • Серия CGA— конденсаторы с номинальным напряжением 100-630 В.
  • Серия CGA— конденсаторы с номинальным напряжением 1000 В и выше.
  • Серия CGA— конденсаторы с диапазоном рабочих температур до 150 °C.
  • Серия CKG— конденсаторы с двумя L‑образными направляющими.
  • Серия CGA— конденсаторы с мягкими терминалами.
  • Серия CNA— конденсаторы с мягкими терминалами и низким ESR, которое было достигнуто благодаря тому, что ток может проходить через слои с низким сопротивлением, токопроводящей смолой покрыты только места пайки.
  • Серия CEU— конденсаторы с двумя последовательно соединенными конденсаторами в одном керамическом корпусе и с полимерными терминалами.
  • Серия CGA— конденсаторы для монтажа с помощью токопроводящего клея.
  • Серия CGA— конденсаторы с терминалами по широкой стороне для снижения ESL.
  • Серия CGA3EA— конденсаторы для защиты от электростатических разрядов в соответствии с IEC 61000–4-2 (Уровень 4).

2.  Для коммерческого применения:

• • Серия C— конденсаторы с номинальным рабочим напряжением до 75 В.
  • Серия C — конденсаторы с номинальным рабочим напряжением 100-630 В.
  • Серия C— конденсаторы с номинальным рабочим напряжением 1000 В и выше.
  • Серия CGB— конденсаторы толщиной менее 0,22 мм.
  • Серия C — конденсаторы с диапазоном рабочих температур до 150 °C.
  • Серия CKG— конденсаторы двумя L-образными направляющими.
  • Серия CA— конденсаторы с низким профилем, низким ESR и высокой емкостью, благодаря структуре Inline (в линию), в которой MLCC-конденсаторы укладываются рядом друг с другом и оптимизируют заполнение металлического каркаса.
  • Серия C — конденсаторы с мягкими терминалами и низким ESR, которое было достигнуто благодаря тому, что ток может проходить через слои с низким сопротивлением, токопроводящей смолой покрыты только места пайки.
  • Серия C— конденсаторы с уникальным дизайном для уменьшения отказов по причине коротких замыканий.
  • Серия C— конденсаторы с терминалами по широкой стороне для снижения ESL.
  • Серия CLL— конденсаторы с несколькими терминалами и уникальным внутренним дизайном для снижения ESL.

Кроме того, доступны две серии конденсаторов CGJ с повышенной надежностью — конденсаторы с номинальным рабочим напряжением до 50 В и с номинальным рабочим напряжением 100-630 В.

Данная статья не имела целью подробно и в деталях расписать особенности и преимущества каждой серии многослойных керамических конденсаторов таких гигантов индустрии, как компании VISHAY и EPCOS, но, на что автор статьи очень надеется, она будет полезным гидом по их выбору. Применение качественных конденсаторов гарантирует надежность конечного продукта и вписывается в парадигму — лучше меньше (по количеству) да лучше (по качеству), избавляя разработчиков устанавливать лишние MLCC-конденсаторы с целью их резервирования.

И напоследок хочется отметить, поскольку одной из основных областей применения данной продукции так или иначе является решение проблем электромагнитных помех и выполнения требований в части электромагнитной совместимости, то читателям будет весьма целесообразно обратить свое внимание на серию статей, посвященную этой проблеме [13], поскольку она имеет исключительно и только комплексное решение.

1. Рентюк В. RoHS-директива: защита экологии или рынков? // Технологии в электронной промышленности, № 5’2013.
2. Richardson Christopher. ANP038 «Selecting and Combining Capacitor Types for High Ripple Switching Converter Input and Output Rails», Wurth Elektronik.
3. Рентюк В. Электролитические конденсаторы: традиционные или полимерные, вот в чем вопрос. // Компоненты и технологии, № 9’2017.
4. Фрэнк Пухане (Frank Puhane), перевод Владимир Рентюк. Алюминиевые конденсаторы: электролитический или полимерный? Полноценная реализация их преимуществ. Компоненты итехнологии, № 8’2018.
5. Richard Wilson. Capacitor reliability can be improved with the right materials.
6. MLCC solutions for suppressing acoustic noise in the battery lines of laptop computers.
7.  Скрипников А. Керамические конденсаторы: выход из танталового кризиса//Компоненты и технологии № 6’2001.
8. Guide to Replacing an Electrolytic Capacitor with an MLCC.
9. Dennis  Zogbi. MLCC Shortages Are Creating Challenges In Multiple End-Markets in 2018.
10. Surface-Mount Multilayer Ceramic Chip Capacitors for Non-Magnetic Applications.
11. Solution Guides.
12. Multilayer Ceramic Chip Capacitors.
13. Рентюк В. Рентюк В. Электромагнитная совместимость: проблема, от решения которой не уйти//Компоненты и технологии. 2017. № 7.

Конденсаторы керамические,высоковольтные, К15У-1, К15У-2, ТГК, КГК

Высоковольтные керамические конденсаторы типов К15У-1 и К15У-2 производятся в неизолированном исполнении и рассчитаны на работу в непрерывном и импульсном режиме в цепях высокочастотного переменного напряжения значением до 25 кВ и постоянного напряжения со значением до 30 кВ.
Области применения:
Высоковольтные керамические конденсаторы типов К15У-1 и К15У-2 широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике, используясь для осуществления емкостных связей, фиксированной настройки и подстройки мощных высокочастотных контуров, устранения либо смягчения помех, защиты приборов от перенапряжений, при проектировании конденсаторных электродвигателей, в устройствах для электросварки и так далее.

| Типы | Конденсаторная направляющая

Что такое керамические конденсаторы?

В керамическом конденсаторе в качестве диэлектрика используется керамический материал. Керамика была одним из первых материалов, который использовался при производстве конденсаторов, поскольку это был известный изолятор. В керамических конденсаторах использовались многие геометрические формы, некоторые из которых, например, керамические трубчатые конденсаторы и конденсаторы с барьерным слоем, сегодня устарели из-за своего размера, паразитных эффектов или электрических характеристик. Типы керамических конденсаторов, наиболее часто используемые в современной электронике, – это многослойный керамический конденсатор, иначе называемый керамическим многослойным чип-конденсатором (MLCC), и керамический дисковый конденсатор. MLCC являются наиболее производимыми конденсаторами, их количество составляет около 1000 миллиардов устройств в год. Они изготавливаются по технологии SMD (накладной монтаж) и широко используются благодаря небольшим размерам. Керамические конденсаторы обычно изготавливаются с очень маленькими значениями емкости, обычно от 1 нФ до 1 мкФ, хотя возможны значения до 100 мкФ.Керамические конденсаторы также очень малы по размеру и имеют низкое максимальное номинальное напряжение. Они не поляризованы, что означает, что их можно безопасно подключать к источнику переменного тока. Керамические конденсаторы имеют отличную частотную характеристику из-за низких паразитных эффектов, таких как сопротивление или индуктивность.

Определение керамического конденсатора

Керамический конденсатор – это конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется керамический материал. Двумя наиболее распространенными типами являются многослойные керамические конденсаторы и керамические дисковые конденсаторы.

Характеристики

Точность и допуски

Сегодня доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Керамические конденсаторы класса 1 используются там, где требуется высокая стабильность и низкие потери. Они очень точны, а значение емкости стабильно в зависимости от приложенного напряжения, температуры и частоты. Конденсаторы серии NP0 обладают емкостной термической стабильностью ± 0,54% в общем диапазоне температур от -55 до +125 ° C. Допуски номинального значения емкости могут составлять всего 1%.

Конденсаторы

класса 2 имеют высокую емкость на единицу объема и используются для менее чувствительных приложений. Их термическая стабильность обычно составляет ± 15% в диапазоне рабочих температур, а допуски номинального значения составляют около 20%.

Преимущества размера

Когда требуется высокая плотность упаковки компонентов, как в случае с большинством современных печатных плат (PCB), устройства MLCC предлагают большое преимущество по сравнению с другими конденсаторами. Чтобы проиллюстрировать этот момент, корпус многослойного керамического конденсатора «0402» измеряет только 0.4 мм x 0,2 мм. В такой упаковке 500 и более слоев керамики и металла. Минимальная толщина керамики по состоянию на 2010 год составляет порядка 0,5 мкм.

Высокое напряжение и большая мощность

Можно сделать керамические конденсаторы большего размера, способные выдерживать гораздо более высокие напряжения, и они называются силовыми керамическими конденсаторами. Они физически намного больше, чем те, что используются на печатных платах, и имеют специальные клеммы для безопасного подключения к источнику высокого напряжения. Силовые керамические конденсаторы могут быть изготовлены таким образом, чтобы выдерживать напряжения в диапазоне от 2 кВ до 100 кВ, с указанной мощностью намного выше 200 вольт-ампер.

Меньшие MLCC, используемые в печатных платах, рассчитаны на напряжение от нескольких вольт до нескольких сотен вольт, в зависимости от области применения.

Конструкция и свойства керамических конденсаторов

Конденсаторы керамические дисковые

Керамические дисковые конденсаторы производятся путем покрытия керамического диска серебряными контактами с обеих сторон. Для достижения большей емкости эти устройства могут быть сделаны из нескольких слоев. Керамические дисковые конденсаторы обычно являются компонентами со сквозным отверстием и выходят из употребления из-за своего размера.Вместо них используются MLCC, если позволяют значения емкости. Керамические дисковые конденсаторы имеют значение емкости от 10 пФ до 100 мкФ с широким диапазоном номинальных напряжений от 16 вольт до 15 кВ и более.

Многослойный керамический конденсатор (MLCC)

MLCC производятся путем точного смешивания мелко измельченных гранул параэлектрических и сегнетоэлектрических материалов и альтернативного наслаивания смеси металлическими контактами. После завершения наслоения устройство нагревается до высокой температуры и смесь спекается, в результате чего получается керамический материал с желаемыми свойствами. Полученный конденсатор в основном состоит из множества конденсаторов меньшего размера, соединенных параллельно, что увеличивает емкость. MLCC состоят из 500 и более слоев с минимальной толщиной слоя примерно 0,5 мкм. По мере развития технологии толщина слоя уменьшается, и для того же объема достигаются более высокие емкости.

Применения керамических конденсаторов

Учитывая, что MLCC являются наиболее широко производимыми конденсаторами в электронной промышленности, само собой разумеется, что у этих конденсаторов есть бесчисленное множество применений.Интересным высокоточным и мощным приложением является резонансный контур в передающих станциях. Конденсаторы высокой мощности класса 2 используются в источниках питания высоковольтных лазеров, силовых выключателях, индукционных печах и т. Д. Конденсаторы SMD малой формы (поверхностного монтажа) часто используются в печатных платах, а в приложениях с высокой плотностью используются конденсаторы, сопоставимые с конденсаторами. размером с песчинку. Они также используются в преобразователях постоянного тока в постоянный, которые создают большую нагрузку на компоненты в виде высоких частот и высоких уровней электрических шумов.Керамические конденсаторы также могут использоваться в качестве конденсаторов общего назначения, поскольку они не поляризованы и доступны с большим разнообразием емкости, номинального напряжения и размеров. Многие любители, особенно в области робототехники, знакомы с керамическими дисковыми конденсаторами, используемыми в щеточных двигателях постоянного тока для минимизации радиочастотного шума.

JYC – Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы радиального типа

jb Capacitors Компания разрабатывает и производит высококачественные керамические конденсаторы сверхвысокого напряжения Однослойные дисковые с радиальными выводами (тип с низкими потерями) Конденсаторы с синим покрытием из эпоксидной смолы, керамические конденсаторы с радиальными свинцовыми дисками нестандартной конструкции, а также различные стандартные и нестандартные High Напряжение и высокое значение емкости керамические конденсаторы. Ниже приведены характеристики, области применения, характеристики и размеры высоковольтных керамических конденсаторов от 1 до 15 кВ JYC. Мы поставляем вам высококачественные керамические конденсаторы высокого напряжения.

JYC – Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы радиального типа Характеристики

• Диапазон рабочих условий от -25 ° C до + 85 ° C.
• Номинальное рабочее напряжение 1–15 кВ постоянного тока.
• Использование для муфты и байпаса – стабильная и высоконадежная продукция.

JYC – Применение высоковольтных керамических дисковых конденсаторов радиального типа

Керамические дисковые конденсаторы высокого напряжения

специально разработаны для высоковольтных приложений, таких как:
• DC-DC преобразователи, умножители напряжения.
• Радио и ТВ приемник, модемы, интерфейсы, ТВ и мониторы.
• Другие электроприборы, где присутствует высокое напряжение.
• Источники питания высокого напряжения, источники питания высокого напряжения.
• Электростатическое покрытие, дуговое напыление и распыление, источники питания для электростатической очистки, источники питания ионных генераторов.
• Высоковольтные источники питания для источников рентгеновского излучения и импульсных лазеров: сканер багажа, медицинский рентген, промышленный лазер.

JYC – Технические характеристики высоковольтных керамических дисковых конденсаторов радиального типа

Условия эксплуатации	-25 ° C ~ + 85 ° C
Номинальное рабочее напряжение	1 кВ – 15 кВ постоянного тока
Диапазон емкости	100 пФ – 10 000 пФ
Испытательное напряжение	UR≤500V, U = 2. 5UR UR> 500V≤6KV, U = 1.5UR + 500V ； UR> 6KV≤15KV, U = 1,5UR
Сопротивление изоляции	YL / SL / NPO: ≥10 ГОм Y5R / Y5P / Y5U / Y5V / Y5T: CR≤25 нФ, ≥4000 МОм CR ＞ 25nF ， Rj • CR≥100 с

JYC – Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы радиального типа, чертеж

JYC – Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы радиального типа Введение

В последние годы с развитием материалов, электродов и технологий производства высоковольтные керамические конденсаторы достигли большого прогресса и получили широкое распространение.Керамический конденсатор высокого напряжения стал одним из незаменимых компонентов электроники высокой мощности и высокого напряжения.

Использование высоковольтных керамических конденсаторов в основном делится на блоки питания, системы распределения питания и силовое оборудование для работы с импульсным энергетическим оборудованием. Из-за особого характера системы электропитания, высокого напряжения переменного тока, высокой частоты, вне помещения (от -40 градусов до +60 градусов), напряжения / тока молнии и т. Д. По ряду факторов, в результате чего возникает керамический конденсатор высокого напряжения. стояла перед дилеммой при разработке и производстве в суровых условиях, требуется конденсатор с превосходной стабильностью, скорость изменения мала; В то же время, измерение, хранение, парциальное давление продукта требует высокой точности, которая представляет собой керамический конденсатор высокого напряжения в этой среде, частичный разряд, частичный разряд очень требователен: частичный разряд равен нулю.

jb Конденсаторы Компания Высоковольтные керамические конденсаторы Компактный размер, низкий коэффициент рассеяния, низкий коэффициент напряжения, залитый эпоксидной смолой, рабочее напряжение постоянного тока до 15 кВ. Высоковольтные керамические конденсаторы jb также могут быть настроены в соответствии с особыми требованиями, могут иметь внутреннюю параллельную или последовательную конструкцию для достижения высокого напряжения, большой емкости, высокой рабочей частоты, высокого выдерживаемого импульсного напряжения, сверхнизких требований к частичному разряду и другие требования, которые могут соответствовать различным требованиям. потребности клиентов.

Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы

Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы работали при половинном напряжении, близком к номинальному, на открытом воздухе. Рассчитан на полное напряжение при работе в масле, инертном газе или в оболочке из эпоксидной смолы. Мы предлагаем высоковольтные дисковые керамические конденсаторы на заказ в соответствии с вашей спецификацией.

• $ 0.24

• 1,57 доллара США

• $ 0. 31 год

• 0,38 доллара США

• 1 доллар.00

• 0,82 доллара США

• $ 0. 31 год

• 0,33 доллара США

• $ 0.37

• 0,44 доллара США

• 1 доллар. 14

• 0,82 доллара США

Высоковольтные керамические конденсаторы (серия HVC)

	Высоковольтные керамические конденсаторы	0.5пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	10 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	100 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	12 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	120 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	15 пФ	C0G	200 В	0603	± 1%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	15 пФ	C0G	200 В	0603	± 2%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	15 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	150 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	18 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	180пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	1пФ	C0G	200 В	0603	± 0. 25пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	1. 2пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	1. 5пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	1. 8пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	22 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	22 пФ	C0G	200 В	0603	± 10%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	220 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	27 пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	270пФ	C0G	200 В	0603	± 5%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000		Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	270пФ	C0G	200 В	0603	± 10%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	270пФ	C0G	200 В	0603	± 10%		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	Вызов
	Высоковольтные керамические конденсаторы	2пФ	C0G	200 В	0603	± 0. 25пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	2.2пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да
	Высоковольтные керамические конденсаторы	2.7пФ	C0G	200 В	0603	± 0,25 пФ		N – 100% матовое олово поверх никеля	4000	Высокое напряжение	да

WMEC-Высоковольтные керамические дисковые конденсаторы

Тип Номинальное напряжение Емкость TC Скачать HGK Постоянный ток 1,2,3кВ 100ПФ-100000ПФ B, E, F HGT Постоянный ток 1,2,3кВ 10ПФ-1000ПФ SL, НПО HGR Постоянный ток 1,2,3кВ 100ПФ-10000ПФ B, R HHK 10,15,20кВ постоянного тока 100ПФ-10000ПФ D, B, E, F

Профиль:

В высоковольтных керамических конденсаторах будут использоваться керамические конденсаторы высокого напряжения, то есть использование керамических конденсаторов высокого напряжения в энергосистеме, например, для измерения энергосистемы, хранения, парциального давления и других продуктов.Высоковольтные керамические конденсаторы широко используются в производстве светодиодных ламп, высоковольтный керамический конденсатор с керамическим конденсатором с высокой диэлектрической постоянной на оксиде титана, титанат бария экструдируется в круглую трубку, диск или диск в качестве среды, и метод спекания серебряного покрытия керамики в качестве электрода.

Эффект ：
Характеристика высоковольтного керамического конденсатора с высоким сопротивлением постоянному току, подходящего для байпаса высокого давления и цепи связи, пластины высокого давления с низкими потерями, которая имеет низкие диэлектрические потери, особенно подходит для использования в телевизионных приемниках и сканерах. схема.Поскольку керамический конденсатор высокого напряжения для высокой частоты, керамический конденсатор высокого напряжения зависит от использования в каком случае, типичная роль может устранить высокочастотные помехи. Керамические конденсаторы высокого напряжения, используемые в области высокой мощности и высокого напряжения, требуют характеристик небольшого размера, высокого сопротивления напряжению и хороших частотных характеристик. В последние годы, с развитием материалов, электродов и технологий производства, разработка высоковольтных керамических конденсаторов значительно продвинулась вперед и получила широкое распространение.Керамический конденсатор высокого напряжения стал одним из незаменимых компонентов электроники высокой мощности и высокого напряжения. Использование высоковольтных керамических конденсаторов в основном делится на блоки питания, системы распределения питания и силовое оборудование для работы с импульсным энергетическим оборудованием. Из-за особого характера системы электропитания, высокого напряжения переменного тока, высокой частоты, вне помещения (от -40 градусов до +60 градусов), напряжения / тока молнии и т. Д. По ряду факторов, в результате чего возникает керамический конденсатор высокого напряжения. стояла перед дилеммой при разработке и производстве в суровых условиях, требуется конденсатор с превосходной стабильностью, скорость изменения мала; В то же время, измерение, хранение, парциальное давление продукта требует высокой точности, которая представляет собой керамический конденсатор высокого напряжения в этой среде, частичный разряд, частичный разряд очень требователен: частичный разряд равен нулю.

Advantage ：
1 потеря емкости с температурной частотой с высокой стабильностью

2 специальные конструкции серии, подходящие для долгой работы высоковольтного полюса

3 высокая скорость нарастания тока и подходит для неиндуктивной структуры сильноточной петли.

Разница:
– высоковольтный керамический конденсатор и высоковольтный керамический конденсатор Особенности контраст: характеристики высоковольтного керамического конденсатора 1 не требует сертификации
2 сверхвысокое давление может достигать 7 кВ в очень редких,
3 печатных и Y конденсаторах, чем необходимо поставить Национальная сертификация на поверхности продукта,
4 напряжение может быть до 16 В
5, максимальное давление 2.В 5 раз больше общего производства стандартное напряжение характеристики напряжения пробоя переменного тока стандартного материала типа A, напряжение пробоя керамического конденсатора. С длиной зазора G (радиус пластины и разница радиуса электродов) взаимосвязь. Диаметр конденсатора составляет 18 мм, а диэлектрическая проницаемость материала – 1460 “А”. Условия испытаний: 25 ° C, напряжение переменного тока 50 Гц, скорость нарастания напряжения ZkV / s. Характеристики высоковольтного керамического конденсатора:
Обычно используется в случаях высокого давления.
Есть керамика I класса III, фарфор II типа, классификация фарфора, керамика
I, NP0, температурные характеристики, частотные характеристики и характеристики напряжения хорошие, потому что диэлектрическая проницаемость не высока, поэтому емкость не велика; Керамика
II, X7R, температурные и вольтамперные характеристики лучше;
III керамика, диэлектрическая проницаемость высокая, поэтому емкость может быть очень большой, но характеристики температуры и напряжения не очень хорошие.
Обычно керамический конденсатор небольшого размера.
Кроме того, подчеркивается важная особенность:
Керамический конденсатор пробой, короткое замыкание часто состояние. (это его слабое место)
Неисправность пленочного конденсатора, вообще состояние обрыва цепи.
Высоковольтный керамический конденсатор и высоковольтный керамический конденсатор работают одинаково, некоторые детали могут отличаться. Так что при использовании времени следует также обратить внимание на производительность.
Высоковольтный керамический конденсатор, линия, широко известная как класс DIP, этот класс продукции от 16 В постоянного тока до 100 кВ производится, но в основном относится к постоянному току и является типом свинца.
Керамические конденсаторы 2 линейного типа – это необычные керамические конденсаторы переменного тока, то есть обычно относятся к предохранительным конденсаторам 250 В переменного тока Y2 и предохранительным конденсаторам переменного тока Y1 на 400 В переменного тока. Из названия очевидно, что напряжение такого конденсатора – это напряжение переменного тока, и безопасно иметь около десяти стран. Напряжение другого керамического конденсатора свинцового типа вне контейнера обычно называют постоянным.
Три керамических конденсатора SMD, обычно известные как класс SMD, спецификация таких конденсаторов в целом, например 020104020603080512061210.. Английский – микросхема конденсатора MLCC, напряжение от 6.3VDC до 2KV прежде всего, конечно, чем выше напряжение, тем дороже цена.
Высоковольтный керамический конденсатор с четырьмя болтами. Этот тип конденсатора, как правило, устойчив к высокому напряжению, в энергосистеме его часто называют напряжением переменного тока. Такие как 40KV102K, 40KV103K, 40KV153K и так далее, многие модели, но напряжение не постоянного тока. Потому что наш дом, или использование электроэнергии используется на заводах и предприятиях ах! Техническое содержание этого типа конденсатора очень велико, часто многие предприятия могут сделать такую ​​форму, но не имеют возможности обеспечить качество требований гостей, причина в том, что во-первых, этот вид продукта требует более высокого Напряжение переменного тока, и большая часть фабрики является предметом постоянного напряжения, поэтому в период выборки был исключен во-вторых, этот вид; керамический конденсатор высокого напряжения для низкого частичного разряда, количество частичных разрядов велико, фактическое значение напряжения конденсатора ниже, поэтому частичный разряд является лучшим стандартом для измерения качества конденсатора; в-третьих, сверхвысокочастотный конденсатор, общий тип свинца также хочет сделать частоту высокой, и этот тип болта требует более высоких требований.Наконец, этот тип конденсатора очень строг к материалу, потому что потери и температурный коэффициент различных материалов, диэлектрический коэффициент не одинаковы.
Керамический конденсатор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения для использования большого количества керамических конденсаторов высокого напряжения и конденсатора высокого напряжения большой емкости. Традиционное использование, гости обычно используют пленочные конденсаторы высокого напряжения, но с преимуществами керамических конденсаторов продолжают отражать, в будущем тонкопленочные конденсаторы будут все меньше и меньше в генераторе высокого напряжения.
Преимущества и недостатки пленочных конденсаторов высокого напряжения и керамических конденсаторов высокого напряжения заключаются в основном в следующих моментах:
1 керамический конденсатор высокого напряжения для увеличения срока службы. Срок службы пленочного конденсатора составляет три года, хорошие электротехнические изделия не превышают 5 лет. Керамические конденсаторы высокого напряжения отличаются, например, конденсатор на общественное обязательство: в соответствии с 20-летним дизайном, по крайней мере, для обеспечения использования в течение последних 10 лет.
2 керамический конденсатор высокого напряжения с меньшим сопротивлением.Это определяется структурными характеристиками каждого. Внутреннее сопротивление высоковольтного керамического конденсатора очень мало, а тонкопленочный конденсатор используется как путь обмотки, что приводит к слишком большому сопротивлению. Еще одно негативное влияние, вызываемое большим внутренним сопротивлением такого рода, заключается в том, что в процессе многократной зарядки и разрядки конденсатора сопротивление будет продолжать расти, и через определенное время конденсатор в цепи выходит из строя.
3 относительно высокое напряжение керамического конденсатора высокого напряжения.Емкость пленочного конденсатора относительно высока, а рабочее напряжение не такое высокое, как у керамического конденсатора;
4 имеет преимущество и недостаток, емкость керамического конденсатора мала.
Керамический конденсатор высокого напряжения, метод испытания
Испытание надежности керамического конденсатора высокого напряжения, также известное как испытание на старение, испытание на срок службы, включая многие аспекты содержания испытания:
1, испытание последовательного сопротивления, испытание сопротивления изоляции;
2, испытание на растяжение, то есть прочность соединения микросхемы и микросхемы;
3, положительный и отрицательный тест скорости изменения температуры, то есть от -40 градусов до +60 градусов, скорость изменения емкости;
4, испытание на старение, высоковольтные керамические конденсаторы в смоделированных рабочих условиях окружающей среды в течение 30 ~ 60 дней, проверка его затухания при изменении различных параметров;
5, испытание на выдерживаемое напряжение, включая номинальное рабочее напряжение 24 часов работы; также включает напряжение пробоя, то есть разрушающее испытание, емкость – пробой, критическое напряжение – напряжение пробоя.
6, тест частичного разряда, то есть тест частичного разряда;
7, испытание на срок службы, основанное на испытании на старение, затем испытание на высокочастотную емкость, пробивая быструю зарядку и ток разряда, обратите внимание, что были получены времена зарядки и разрядки, срок службы заряда-разряда, срок службы получен после длительного старения.
Высоковольтный керамический конденсатор с периодом самовосстановления
Высокотемпературное спекание – один из важнейших процессов высоковольтных керамических конденсаторов. После ста тонн литья под давлением, а также температура спекания более 1 тысячи градусов, керамические конденсаторы высокого напряжения внутри чипа, структура молекул между кристаллической структурой.Следующие 6 часов высокотемпературного запекания и термостатирования в течение 7 часов полностью разрушили внутреннюю структуру кристалла.
Затем, чтобы восстановить структуру микросхемы, стабильность характеристик микросхемы, керамическим конденсаторам высокого напряжения необходимо время для восстановления. Естественное восстановление (хранится при комнатной температуре) 60 дней и более. Кроме того, хранение продуктов в течение года и двух лет с долгим сроком для выдающейся производительности. Следовательно, период восстановления длинный, характеристики конденсатора очень полезны, период восстановления конденсатора отсутствует, характеристики напряжения и тока плохие.Обнаружено, что угол потерь высоковольтного керамического конденсатора будет меньше, а высокочастотная характеристика – лучше.
Высоковольтные керамические конденсаторы, единицы и символы
И его основная единица: F (метод) и F (микрометод), пФ (скин), другая с относительно небольшой единицей, а именно: нФ, емкость F равна очень большой, поэтому мы обычно видим, что это F, нФ, пФ, а не F. Преобразование между ними выглядит следующим образом:
1F = 1000000 F
1 F = 1000nF = 1000000pF
Символ емкости:
Емкость символа также делится на внутреннее и международное стандартное представление электронных обозначений, но символ емкости в отечественном и международный экспресс похожи, единственное различие заключается в полярности конденсатора, внутренний – это пустая корзина под горизонтальной линией, а международный – это обычный конденсатор и знак «+» от имени положительного.
Керамические конденсаторы высокого напряжения, использование внимания
1 рабочее напряжение Номинальное напряжение постоянного тока конденсатора в цепи переменного тока или ток пульсации в цепи, убедитесь, что приложенное напряжение Vp-p или содержит значение напряжения смещения постоянного тока Vo-p поддерживается в номинальном диапазоне напряжений. Если напряжение, приложенное к цепи, может временно вызвать аномальное напряжение из-за резонанса или переключения при запуске или останове, убедитесь, что диапазон номинального напряжения конденсатора содержит аномальное напряжение.
2 рабочая температура и выделение тепла (для характеристик B / E / F) температура поверхности конденсатора должна поддерживаться в указанном ниже номинальном диапазоне температур. Обязательно учитывайте саморазогрев конденсатора. Конденсатор в высокочастотном токе может быть из-за диэлектрической потери волос из-за теплового импульсного тока, когда необходимо использовать приложенное напряжение. Аутигенная тепловая нагрузка не превышает 20 ° C при температуре окружающей среды 25 ° C. Измерение следует использовать при небольшой теплоемкости 0.1 мм (K) термопары, и конденсатор не должен подвергаться нагреву или колебаниям температуры вокруг других элементов. Перегрев может привести к снижению электрических характеристик и надежности контейнера (не измерять. В охлаждающем вентиляторе. В противном случае невозможно обеспечить точность данных измерений)
3 условия испытания выдерживаемым напряжением
(1) испытательное оборудование
выдерживает переменный ток Оборудование для измерения напряжения должно иметь возможность генерировать синусоидальную волну частотой 50/60 Гц.
Если применяется деформированная синусоида или напряжение перегрузки превышает указанное значение напряжения, может возникнуть неисправность
(2) Метод напряжения плюс
При приложении напряжения клеммы проводов или конденсаторов должны быть выведены, а оборудование для проверки выдерживаемого напряжения должно быть надежно подключено; а затем напряжение увеличилось от почти нуля до испытательного.Если испытательное напряжение постепенно увеличивается от близкого к нулю, но применяется непосредственно к конденсатору, применяется, когда должно содержать ноль. В конце теста. Испытательное напряжение следует снизить почти до нуля; затем клеммы выводов конденсатора или от оборудования для проверки сопротивления выходного напряжения заканчиваются. Если испытательное напряжение от почти нуля постепенно увеличивается, но непосредственно подается на конденсатор, возможно скачкообразное напряжение, которое вызвано неисправностью 0 В * относится к синусоидальному напряжению нулевого напряжения через положение синусоидального сигнала 0 В.
4 отказоустойчивый
При повреждении конденсатора отказ может вызвать короткое замыкание. Во избежание поражения электрическим током, короткого замыкания в дыму, пожара и других опасных ситуаций используйте предохранители и другие компоненты, используемые в цепи, для настройки функции автоматической защиты от неисправностей.
Использование этого продукта, например игнорирование предупреждений, в серьезных случаях может вызвать короткое замыкание и вызвать дым или частичное рассеивание.

Многослойный керамический конденсатор MLCC, стандартный | Прецизионные устройства Knowles

Наши стандартные многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа (MLCC) охватывают диапазон размеров корпуса от 0402 до 8060 и напряжения от 10 В до 12 кВ постоянного тока

Эти устройства относятся к классу надежности стандартных компонентов, который мы предлагаем.В рамках класса надежности стандартных компонентов мы охватываем от стандартной конструкции конденсатора MLC до тандемных конденсаторов с заделкой FlexiCap для повышения надежности.

Для более высокого уровня надежности просмотрите наши линейки AEC-Q200 и High Reliability MLCC.

Линейка многослойных керамических конденсаторов стандартного и высокого напряжения включает:

• Стандартные классы конденсаторов

• Инновации в строительстве

  • StackiCap ^TM Construction (предлагает значительное сокращение «площади печатной платы» при эквивалентном значении емкости, когда пространство на плате ограничено.)
  • FlexiCap ^TM Концевая заделка (предназначена для снижения стрессового повреждения MLCC)

• Варианты конструкции для повышения производительности / надежности

  • TCC / VCC (конденсаторы X7R с определенным изменением емкости при приложенном постоянном напряжении во всем диапазоне рабочих температур)
  • Диапазон NC (Диапазон NC разработан для достижения максимального диапазона емкости, возможного для данного размера компонента и высокого напряжения в сочетании со 100% покрытием микросхемы после монтажа)
  • 250 В переменного тока (диапазон, который обеспечивает решение для непрерывного использования до 250 В переменного тока 60 Гц и обеспечивает приложения, не критичные к безопасности, где требуются расширенные диапазоны емкости)
  • 500 В переменного тока (диапазон, который обеспечивает решение для непрерывного использования до 500 В переменного тока, 60 Гц и обеспечивает приложения, не критичные с точки зрения безопасности, где требуются расширенные диапазоны емкости)
  • VC1 (MLCC диапазона остаточной емкости VC1 обеспечивают более стабильное значение емкости с напряжением – не опускаться ниже 50% от значения 1 В среднеквадратичного значения на 1 кГц, вплоть до полного номинального напряжения постоянного тока при комнатной температуре.)
  • 115 В переменного тока, 400 Гц (конденсаторы для аэрокосмических приложений, которые разработаны и испытаны для соответствия соответствующим переходным напряжениям и частотам, требуемым MIL-STD-704)
  • Конденсаторы открытого режима (разработаны специально для использования в приложениях, где механическое растрескивание является серьезной проблемой, а короткие замыкания из-за растрескивания недопустимы)
  • Тандемные конденсаторы (спроектированы как отказобезопасный диапазон с использованием внутренней конструкции последовательной секции, для использования в любом приложении, где короткое замыкание недопустимо.)

Вы можете узнать больше о нашем стандартном диапазоне MLCC в брошюре MLCC

Какие типы и диэлектрики у керамических конденсаторов?

Рефераты

Керамический конденсатор также называется монолитным конденсатором, диэлектрическим материалом которого является керамика. Полупроводниковые керамические конденсаторы, Высоковольтные керамические конденсаторы, Многослойные керамические конденсаторы – это три основных типа керамических конденсаторов. Керамические материалы – это материалы, которые сделаны из оксидов или других соединений и затем обожжены при высоких температурах, близких к температуре плавления.

Каталог

Это видео знакомит вас с основными определениями и использованием керамических конденсаторов.

I

Введение

Керамический конденсатор – это общий термин для конденсаторов с керамическим материалом в качестве диэлектрика. Есть много разновидностей, и размеры сильно различаются. По напряжению их можно разделить на керамические конденсаторы высокого, среднего и низкого напряжения.В соответствии с температурным коэффициентом диэлектрическая проницаемость может быть разделена на отрицательный температурный коэффициент, положительный температурный коэффициент, нулевой температурный коэффициент, высокую диэлектрическую постоянную и низкую диэлектрическую проницаемость. Кроме того, существуют методы классификации класса 1, класса 2 и класса 3. По сравнению с другими конденсаторами общие керамические конденсаторы имеют преимущества более высокой температуры использования, большой удельной емкости, хорошей влагостойкости и малых диэлектрических потерь. Температурный коэффициент емкости также можно выбирать в широком диапазоне.

Рисунок 1. керамический конденсатор

II

Типы керамических конденсаторов

1. Полупроводниковый керамический конденсатор RS

(1) Керамические конденсаторы с поверхностным слоем. Микроминиатюрный конденсатор, то есть конденсатор получает максимально возможную емкость при минимально возможном объеме, что является одной из тенденций в развитии конденсаторов.

Для компонентов разделительного конденсатора существует два основных подхода к миниатюризации:

① сделать диэлектрическую проницаемость диэлектрического материала максимально высокой;

② делайте толщину диэлектрического слоя как можно более тонкой.

В керамических материалах диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической керамики очень высока, но когда сегнетоэлектрическая керамика используется для изготовления обычных сегнетоэлектрических керамических конденсаторов, трудно сделать керамический диэлектрик тонким. Во-первых, сегнетоэлектрическая керамика имеет низкую прочность и легко растрескивается, когда она тоньше, что затрудняет выполнение реальных производственных операций. Во-вторых, когда керамическая среда тонкая, легко вызвать различные структурные дефекты, а производственный процесс очень сложен.

В керамических конденсаторах с поверхностным слоем используется тонкий изолирующий слой, сформированный на поверхности полупроводниковой керамики, такой как BaTiO3, в качестве диэлектрического слоя, а сама полупроводниковая керамика может рассматриваться как последовательная цепь диэлектрика. Толщина изолирующего поверхностного слоя керамического конденсатора поверхностного слоя варьируется в зависимости от способа и условий формирования и составляет от 0,01 до 100 мкм. Таким образом, используется не только высокая диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической керамики, но также эффективно уменьшается толщина диэлектрического слоя, что является эффективным решением для изготовления микромалых керамических конденсаторов.

На следующем рисунке показана общая структура керамического конденсатора с поверхностным слоем и (b) его эквивалентная схема.

Рисунок 2. Структура керамического конденсатора с поверхностным слоем и его схема замещения

(2) Керамические конденсаторы с граничным слоем зерна. Поверхность полупроводниковой керамики BaTiO3 с относительно хорошо развитыми зернами покрывается соответствующим оксидом металла (например, CuO или Cu2O, MnO2, Bi2O3, Tl2O3 и т. Д.).). При термообработке при соответствующей температуре и условиях окисления покрытый оксид образует эвтектическую фазу с BaTiO3, а на границах зерен образуется тонкий изоляционный слой из твердого раствора. Удельное сопротивление этого тонкого изоляционного слоя из твердого раствора очень высокое (до 1012 ～ 1013 Ом · см). Хотя кристаллические зерна керамики по-прежнему являются полупроводниками, все керамическое тело демонстрирует значительную диэлектрическую проницаемость от 2 × 104 до 8 × 104 диэлектрика изолятора. Конденсаторы, изготовленные из этого фарфора, называются керамическими конденсаторами пограничного слоя, или сокращенно конденсаторами BL.

2. Высоковольтный керамический конденсатор с

В связи с быстрым развитием электронной промышленности возникла острая необходимость в разработке высоковольтных керамических конденсаторов с высоким напряжением пробоя, малыми потерями, небольшими размерами и высокой надежностью. За последние 20 лет высоковольтные керамические конденсаторы успешно разработаны и широко используются в энергосистемах, источниках питания для лазеров, видеомагнитофонах, цветных телевизорах, электронных микроскопах, фотокопировальных устройствах, оборудовании для автоматизации делопроизводства, аэрокосмической промышленности, ракетах и ​​навигации.

Керамические материалы высоковольтных керамических конденсаторов в основном бывают двух типов: на основе титаната бария и на основе титаната стронция.

Керамические материалы на основе титаната бария обладают преимуществами высокой диэлектрической проницаемости и хорошими характеристиками выдерживаемого напряжения переменного тока, но также имеют недостатки, такие как скорость изменения емкости увеличивается с увеличением температуры среды и уменьшается сопротивление изоляции.

Температура Кюри кристаллов титаната стронция -250 ° C, при нормальной температуре он имеет кубическую структуру перовскита.При высоких напряжениях керамический материал на основе титаната стронция имеет небольшое изменение диэлектрического коэффициента, малую tgδ и небольшую скорость изменения емкости. Эти преимущества делают его очень полезным в качестве диэлектрика высоковольтных конденсаторов.

3. T основные моменты производственного процесса

(1) Необходимо выбрать сырье

Факторами, влияющими на качество высоковольтных керамических конденсаторов, помимо состава керамического материала, являются также оптимизация технологического процесса и строгие технологические условия.Поэтому необходимо учитывать как стоимость, так и чистоту сырья. Выбирая промышленное чистое сырье, мы должны обращать внимание на применимость сырья.

(2) Приготовление фритты

Качество приготовления фритты имеет большое влияние на тонкость помола и обжиг фарфора. Если температура синтеза фритты низкая, синтез недостаточен. Вредит последующим процессам. Если Ca2 + останется в композите, это будет препятствовать процессу прокатки.Если температура синтеза слишком высока, фритта будет слишком твердой, что повлияет на эффективность шаровой мельницы. Введение примесей в измельчающую среду снизит активность порошка и вызовет повышение температуры обжига фарфора.

(3) Процесс формования

При формовании необходимо не допускать неравномерного давления в направлении толщины, а в закрытом теле слишком много пор. Если есть большие поры или трещины в слое, это повлияет на электрическую прочность фарфора.

(4) Процесс обжига

Следует строго контролировать систему обжига и использовать оборудование для контроля температуры с хорошими характеристиками и мебель для печи с хорошей теплопроводностью.

(5) Инкапсуляция

Выбор герметика, контроль процесса герметизации и очистка поверхности фарфора имеют большое влияние на характеристики конденсатора. Следовательно, необходимо выбирать герметизирующий материал с хорошей влагостойкостью, который плотно сочетается с поверхностью фарфорового корпуса и имеет высокую электрическую прочность.

Для повышения напряжения пробоя керамических конденсаторов нанесение слоя стеклянной глазури по краям границы раздела между электродом и диэлектрической поверхностью может эффективно улучшить выдерживаемое напряжение и характеристики высокотемпературной нагрузки керамических конденсаторов, используемых в высоковольтных цепях. например, телевизоры.

3. Многослойный керамический конденсатор с

Многослойный керамический конденсатор (MLCC) является наиболее широко используемым типом компонентов микросхемы.Это материал внутреннего электрода и керамическое тело, уложенные поочередно параллельно в несколько слоев и объединенные в единое целое, также известное как монолитный конденсатор на кристалле. Он отличается небольшими размерами, большим удельным объемом и высокой точностью. Он может быть установлен на печатных платах (PCB) и подложках гибридных интегральных схем (HIC), эффективно уменьшая размер электронных информационных терминалов (особенно портативных). И вес для повышения надежности продукта.Он соответствует направлению развития миниатюризации, легкости, высокой производительности и многофункциональности ИТ-индустрии. Он не только имеет простую упаковку и хорошую герметизацию, но также может эффективно изолировать противоположный электрод. MLCC может играть роль хранения электрического заряда, блокировки постоянного тока, фильтрации, объединения, различения различных частот и настройки схем в электронных схемах. Он может частично заменить органические пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы в высокочастотных импульсных источниках питания, источниках питания компьютерных сетей и оборудовании мобильной связи.Это может значительно улучшить характеристики фильтрации и защиты от помех высокочастотных импульсных источников питания.

1. Миниатюризация

Для компактных электронных продуктов, таких как видеокамеры и мобильные телефоны, необходимы более компактные продукты MLCC. С другой стороны, благодаря достижениям в области прецизионных печатных электродов и процессов ламинирования, сверхмалые изделия из MLCC также постепенно появляются и находят применение. Если взять в качестве примера разработку японской прямоугольной MLCC, внешние размеры были уменьшены с 3216 в начале 1980-х годов до 0603 сегодня.

2. Снижение затрат – внутренний электрод из недрагоценных металлов MLCC

Поскольку в традиционном MLCC используется дорогой электрод из палладия или электрод из сплава палладий-серебро, 70% затрат на его производство занимает материал электрода. В MLCC нового поколения, включая высоковольтные MLCC, в качестве электродов используются дешевые материалы из недрагоценных металлов – никель и медь, что значительно снижает стоимость MLCC. Однако внутренний электрод из основного металла MLCC должен быть спечен при более низком парциальном давлении кислорода, чтобы обеспечить проводимость материала электрода, а более низкое парциальное давление кислорода приведет к полупроводниковой тенденции диэлектрической керамики, которая не способствует изоляции. и надежность.Murata разработала несколько антиредуктивных керамик, которые спекаются в восстановительной атмосфере. Надежность конденсаторов сопоставима с надежностью конденсаторов с электродами из благородных металлов. В настоящее время продажи металлизированных конденсаторов Y5V составляют около половины MLCC в этой группе.

3．Большая емкость и высокая частота

С одной стороны, благодаря низковольтному питанию и низкому энергопотреблению полупроводниковых устройств рабочее напряжение интегральных схем было снижено с 5 В до 3 В и 1.5 В; С другой стороны, миниатюризация источников питания требует небольших продуктов с большой емкостью для замены громоздких алюминиевых электролитических конденсаторов. Чтобы удовлетворить потребности в разработке и применении таких низковольтных и больших емкостных МКК, с точки зрения материалов были разработаны высокодиэлектрические материалы релаксационного типа с относительной диэлектрической проницаемостью, которая в 1-2 раза выше, чем BaTiO3. В процессе разработки новых продуктов одновременно были разработаны три ключевые технологии, а именно технология диспергирования порошка ультратонкого зеленого листа, улучшенная технология формирования зеленой пленки и технология согласования усадки внутреннего электрода и керамического зеленого листа.Недавно японская компания Matsushita Electronic Components Co., Ltd. успешно разработала MLCC большой емкости с максимальной емкостью 100 мкФ и максимальным выдерживаемым напряжением 25 В. Этот продукт можно использовать для линий электропередач на жидкокристаллических дисплеях (ЖКД).

III

Керамический конденсатор диэлектрический

Керамические материалы обладают превосходными электрическими, механическими и термическими свойствами и могут использоваться в качестве диэлектриков конденсаторов, подложек схем и упаковочных материалов.

1. The Микроструктура керамических материалов

Керамические материалы – это материалы, изготовленные из оксидов или других соединений, а затем обжигаемые при высоких температурах, близких к температуре плавления. Керамика представляет собой сложную поликристаллическую и многофазную систему, которая обычно состоит из кристаллической фазы, стеклянной фазы, газовой фазы и межфазной границы. Характеристики, состав, относительное содержание и распределение этих фаз определяют основные свойства керамики.

Кристаллическая фаза в керамике обычно относится к кристаллическим зернам разного размера, формы и случайной ориентации. Диаметр кристаллических зерен обычно составляет от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров. Кристаллические фазы могут принадлежать к одному и тому же соединению или кристаллической системе, или они могут быть разными соединениями или разными кристаллическими системами. Если в керамике имеется два или более зерен с разным составом и структурой, они называются поликристаллической фазовой керамикой.Фаза продукта с наиболее относительным содержанием называется основной кристаллической фазой, а другая – фазой побочного продукта. Среди них свойства основной кристаллической фазы определяют свойства материала, такие как относительная f-постоянная, электрическая проводимость, потери и коэффициент теплового расширения.

Газовая фаза обычно распределена по границам зерен, рекристаллизованных кристаллах и стекловидной фазе и является неотъемлемой частью керамической структуры.Это происходит из-за того, что невозможно достичь полной близкой настройки между отдельными кристаллическими зернами во время процесса обжига, а стеклянная фаза не может заполнить пустоты отдельных кристаллических зерен; это также может быть пора, образовавшаяся из-за выделения газа во время спекания заготовки. Газовая фаза может серьезно повлиять на электрические, механические и термические свойства керамических материалов. Обычно желательно, чтобы чем меньше содержание газовой фазы в керамике, тем лучше.

2. Характеристики и классификация конденсаторных фарфоровых

А Керамический конденсатор изготавливается путем пайки выводов после формирования металлических слоев с обеих сторон керамической подложки. Эти керамические материалы, используемые в качестве конденсаторов, называются фарфором.

Рисунок 3. керамический конденсатор

(1) По сравнению с другими диэлектрическими материалами конденсаторов диэлектрическая керамика имеет следующие характеристики:

① Диэлектрическая проницаемость и температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, а также механические и теплофизические свойства можно регулировать, а также большая диэлектрическая проницаемость.

②Диэлектрическая проницаемость некоторых диэлектрических керамик (прочная диэлектрическая керамика, в основном сегнетоэлектрическая керамика) может изменяться в зависимости от напряженности электрического поля. Его можно использовать для изготовления нелинейных конденсаторов, иногда называемых варисторными конденсаторами.

③ Обилие сырья, низкая стоимость и простота массового производства.

(2) Существует несколько методов классификации фарфора для конденсаторов.

В соответствии с заявкой его можно разделить на фарфор класса 1, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 1 (высокочастотные); Фарфор класса 2, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 2 (сегнетоэлектрические); Фарфор класса 3, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 3 (полупроводники).

Среди них фарфор класса 1 с большой относительной диэлектрической проницаемостью (ε = от 12 до 600) называется фарфором с высокой диэлектрической проницаемостью; а фарфор класса 2 с более высокой относительной диэлектрической проницаемостью (ε = 103-104) называется прочным диэлектрическим фарфором; и фарфор класса 3 с низкой относительной диэлектрической проницаемостью (ε <10,5) называют фарфором с низкой диэлектрической проницаемостью. Tanδ керамики с высокой диэлектрической проницаемостью и керамики с низкой диэлектрической проницаемостью очень мал, что подходит для изготовления конденсаторов в высокочастотных цепях, поэтому ее называют высокочастотной керамикой.Поскольку tanδ прочного диэлектрического фарфора велик, он подходит только для изготовления конденсаторов, используемых в низкочастотных цепях, и его также называют низкочастотным фарфором. Как правило, в технике применяется метод смешанной классификации, чтобы разделить фарфор конденсаторов на фарфор с высокой средой, фарфор с прочной средой, монолитный фарфор и фарфор с границей зерен полупроводника.