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陶瓷電容器基本可劃分為兩大類(lèi)：穩定的2級電介質(zhì)，包括X7R、X5R和X8R，以及超穩定的1級電介質(zhì)，包括C0G/NP0。實(shí)際上還存在3級電介質(zhì)，但是這種極少用到。電介質(zhì)的類(lèi)型決定了它們的性能特色，電路設計工程師據此可視應用的具體情形預測電路性能。 （其中紅色字體為Knowles公司Syfer品牌的標準產(chǎn)品） 一般說(shuō)來(lái)，電介質(zhì)特性越穩定，所能獲得的容值就越低，為了實(shí)現最高的穩定性、最低的損耗和0老化，我們選擇1級電介質(zhì)，代價(jià)就是只能實(shí)現低容值；而為了獲取較高的容值，我們選擇2級電介質(zhì)，然而后果就是如上圖所示的性能的波動(dòng)，以及老化現象和更高的損耗。 2級電介質(zhì)另一個(gè)極少提及或定義的屬性就是容值的電壓系數（VCC）。VCC有時(shí)非常重要，根據具體的應用要求，它可對電路的性能產(chǎn)生重大的影響。 有些種類(lèi)的電介質(zhì)材料和電容器的VCC性能有所提升，但是選擇性有限。Knowles/Syfer的VC1系列陶瓷電容器（穩定VCC，抗壓電效應）旨在針對該領(lǐng)域的應用給出更寬范圍的選項。 長(cháng)久以來(lái)，隨著(zhù)材料和制造工藝的進(jìn)步以及對于電容器設計和失效模式的理解的加深，多層陶瓷電容的體積效率也得到了巨大提升。例如，10年前，Knowles/Syfer僅能提供1812，1kV，56nF的電容，現如今針對同樣的尺寸和電壓，已能實(shí)現180nF的容值。3倍容值的提升是一項重大進(jìn)步，而在低電壓應用領(lǐng)域，賤金屬電極及超薄介質(zhì)層技術(shù)的改進(jìn)更是大幅提高了電容的容值密度。但與之相對應的代價(jià)在于，電容器在工作中的實(shí)際容值，即“殘余容值”可能急劇地降低。 VCC與電介質(zhì)材料本身和應用于該介質(zhì)材料的電壓應力相關(guān)。改進(jìn)電介質(zhì)材料的品質(zhì)以提升介質(zhì)強度可降低介質(zhì)材料的厚度，而這正是提高體積效率的方式。電介質(zhì)材料厚度減半可使得容值提升四倍，因為針對給定厚度，相當于使得多層陶瓷電容的層數變?yōu)橹暗膬杀�，層數之間的距離變?yōu)橹暗?/2，容值與由電極隔開(kāi)各層之間重疊的面積之和成一定比例。 介質(zhì)材料厚度的逐步減小導致VCC性能的持續降低；額定電壓下電容器失去90%的名義容值這類(lèi)現象并不鮮見(jiàn)。由于相關(guān)的安全余量不同，通常情況下高壓電容的性能表現要劣于低壓電容。盡管存在這一缺點(diǎn)，減薄介質(zhì)層厚度畢竟可以提供更高的容值，同時(shí)很多用戶(hù)也會(huì )選擇降額使用電容，因此容值的衰減情況還是可控的。在一些穩定性要求高的應用中，使用電容器時(shí)要謹記這個(gè)特性，而且VCC是可以計算的。 為了達到穩定性的要求，一些應用中會(huì )指定電介質(zhì)的選用，如軍標BZ和BX或IECQ-CECC 2C1和2X1分級： 采用這些電介質(zhì)的電容器能提供卓越的穩定性，然而也需要付出代價(jià)，即其僅限于在參數范圍內使用。就2C1(BZ)系列的電容而言，Knowles/Syfer可提供最大的產(chǎn)品范圍到200V，2225尺寸，120nF。 但是我們需要在普通X7R電介質(zhì)的高容值和軍工類(lèi)電介質(zhì)的高穩定性間取得一個(gè)平衡，同樣我們也要求提升大尺寸和高電壓的電容器的電壓穩定性。Knowles/Syfer評估了各種電介質(zhì)材料的特性，并進(jìn)行了設計以實(shí)現產(chǎn)品可靠性和一致性。 Knowles/Syfer的VC1系列多層陶瓷電容在額定電壓下提供更大的更穩定的容值。經(jīng)過(guò)設計，在室溫環(huán)境下，隨著(zhù)電壓逐漸上升到額定電壓值，VC1電容器的容值衰減不會(huì )超過(guò)50% （相比1Vrms 1kHz時(shí)的名義容值）。該系列電容器可在額定電壓下持續可靠地工作，但如果在低于額定電壓的條件下工作，則可提供更大比例的殘余容值，若在80%的額定電壓下工作，其容值會(huì )下降大約40%。下圖是容值隨著(zhù)電壓的變化而產(chǎn)生的變化曲線(xiàn)，藍色曲線(xiàn)是VC1系列，而紅色曲線(xiàn)是普通X7R系列。 關(guān)于Knowles: 樓氏集團(Knowles Corporation)是一家紐約證交所上市的公司，它是先進(jìn)的微型聲學(xué)器件、特殊元件和人機界面解決方案的全球供應商和行業(yè)領(lǐng)導者。 樓氏集團(Knowles)下轄電容器業(yè)務(wù)單元提供多層電容、高可靠性電容、單層電容、精密可調電容、EMI濾波器和薄膜器件。電容器業(yè)務(wù)單元由四家卓越的特殊電容器制造商Dielectric Laboratories, Novacap, Syfer 和 Voltronics合并重組而成，制造歷史合計逾175年。我們專(zhuān)業(yè)設計并制造用于高性能、高可靠性應用的元器件。服務(wù)市場(chǎng)涵蓋醫療植入和醫療設備、軍工、航天/航空電子設備、EMI和連接器濾波、石油勘探、儀器儀表、工業(yè)電子、光纖網(wǎng)絡(luò )、通信及汽車(chē)電子。 |
