MLCC-非常に低電圧のシナリオで高電圧定格のキャップを使用できますか?


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低電圧シナリオで高電圧多層セラミックコンデンサを使用できない重要な理由はありますか?たとえば、3.3V DCアプリケーション向けの50Vまたは100V定格MLCCですか?

私は悪い目を持っていて、1206以下のパッケージのはんだ付けに問題があり、より高い定格のキャップには常により大きな(そしてはんだ付けしやすい)パッケージがあります。PCBレイアウトのため、どこでもTHT / DIPコンポーネントを使用できません。

マキシムからのこのメモによると、静電容量は低電圧に対して常により安定しているようです。しかし、ESR、漏れなどはどうですか?問題はありますか?

注:私の典型的なシナリオは、大部分がキャップの分離です-SMPS電力にOS CONを使用します。とにかく、XTAL用の大きなSMT 15pFキャップを見つけるのにまだ苦労する可能性があります... :(


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絶対そうです!また、静電容量へのDCバイアスの依存を気にする必要がないため、生活が少し楽になります。
ウィンニー

デカップリングのために、パッケージのインダクタンスを心配する必要があります。長い寸法のはんだ端子を備えたコンデンサを探してください
エリオットアルダーソン

@ElliotAldersonインダクタンスの重要性について言及してくれてありがとう!多層セラミックにもそれがあることをほとんど忘れていました(単層セラミックとは異なります)。MLCCは私にとってはまだかなり新しい技術です:)
HeliTux

回答:


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必要以上に高い電圧定格のコンデンサを使用しても危険はありませんし、性能を損なうこともありません。実際、まったく逆です。

コンデンサ全体にDCバイアスがある場合(デカップリングなど)、電圧定格をDCバイアスよりもはるかに高くする必要があります。そうでない場合は、必要以上に高い静電容量定格のコンデンサを選択する必要があります。これは、DCバイアスを印加すると、MLCCの静電容量が大幅に低下するためです。

ほとんどのMLCCは、定格電圧で定格静電容量に近づきません。X5R誘電体の場合、通常、定格電圧の半分に達するまでに、静電容量はすでに定格値の半分を下回っています。X7R誘電体はわずかに優れています-定格電圧の半分に達するまでに70%の定格静電容量を維持すると予想される場合がありますが、それらも低下します。

ほとんどのメーカーはこのデータを提供していませんが、TDKや村田を含む一部のメーカーがこれらのテスト結果を提供しており、技術が実質的に同じであるため、他のメーカーにも同じ傾向が当てはまると予想できます。

簡単な例として、これは0805パッケージの湿った標準10uF 10V X7R MLCCです。定格の10V DCバイアスでは、実際の静電容量はわずか4uFです。5Vバイアスでは、わずかに良くなり、7.5uFを達成します。実際、10uFの静電容量定格を実際に達成するには、2V未満のバイアス(定格電圧の1/5)でなければなりません。これを下のグラフに示します。

静電容量対電圧バイアス

これが、通常X7Rの定格電圧を必要なDC電圧の2倍以上にする理由です。X5Rの場合、おそらく必要なDC電圧の4倍以上にする必要があります。高いほど良い。

より大きな評価を行う場合の唯一の欠点は、通常、サイズを大きくする必要があることです。ただし、容量値が小さい(サブ100nF)場合、これはそれほど大きな問題ではなく、小さなパッケージで高い電圧定格を簡単に見つけることができます。非常に低い静電容量(サブ1nF)の場合、とにかく低電圧定格のコンデンサを見つけるのは難しいでしょう。


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非常に複雑な答えをありがとう。MLCCの使い方が非常に明確になりました。私は常に可能な限り最大のSMD部品を好みます(PCBスペースに問題はありません)。そのため、MLCCには欠点はないようです。
HeliTux

おそらく1つの例外を除いて:デカップリングコンデンサ。
サイモンリヒター

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「必要なDC電圧の2倍以上」を必要としないことに言及することができます-減少した容量を考慮するだけで、公称容量を30%増やすことができます。また、キャップの分離では、絶対値はそれほど重要ではありません。
asdfex

@asdfex段落2を参照してください。最後の数段落は単なる要約に過ぎません。
トムカーペンター

@TomCarpenter x2のX7Rと比較してX5Rがx4である必要があるのはなぜですか?安いスペシャルを避け、まともなブランド(Kemet、TDK、AVXを思い浮かべる)に固執している限り、バイアスが室温(35C + / -5)で行く限り、両方とも同じように機能することがわかりました。涼しい温度でも大丈夫です、それはそれが違いを生むように見える場合、それがより高温になるときです(80C以上と言いましょう)。しかし、再び私はめったに401を使用しません(3V3デカップリングに使用する15uF 6V X5R 401(5ドルで500)でかなりの取引を得ました)
AE7OO - GB

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低電圧専用の低い値のコンデンサを見つけることができたら、私には驚くでしょう。一般的なSMDセラミックコンデンサの定格は50Vです。

高い値のセラミックコンデンサは低い定格電圧でより多くの場合入手可能ですが、それは電圧に敏感であるためです-特定の部品は高い電圧で動作する可能性がありますが、定格電圧を超えると指定された容量に達しません。

大きな部品はインダクタンスが高いため、高周波では小さな部品ほど良くありません。

小さな値の部品(12pF)でさえ、1206サイズで入手できることが簡単に確認できます。

より大きなサイズの部品を使用できますが、高周波のもの、または部品の自己共振周波数が重要なものになった場合、大きな部品に固執する場合は特別な注意が必要です。

典型的な趣味でのデカップリングの使用については問題ではありません。


「しかし、定格電圧を超えると指定された静電容量に達しません」-ほとんどのMLCCは、DCバイアス下の定格電圧で定格静電容量に近づきません。通常、X5Rの場合、定格電圧の半分に達するまでに、静電容量はすでに定格値の半分を下回っています。X7Rの場合、定格電圧の半分に達するまでに70%の定格容量が得られる場合があります。
トムカーペンター

一例として、TDKは上限について多くのデータを提供します。これは、沼地の標準的な10uF、10V、X7Rキャップです。10V DCバイアスでは4uFまで低下し、5Vでは7.5uFです。そのため、通常、定格電圧を必要なDC電圧の2倍以上にする必要があります。
トムカーペンター

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RE「標準的なSMDセラミックコンデンサの定格は50 V程度です」。小さいサイズ(0402以下)および1 nFを超える値に移動した場合は該当しません。現在、私は部品の選択を行っており、6.3または4ボルトではなく10 V定格を見つけるために一生懸命働いています。
光子

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低電圧MLCCキャップの動作電圧の制限は、実際にはブレークダウン電圧ではなく、容量の減少によるものです。インダクタのピーク動作電流を制限している飽和電流に類似しています。Photonが言うように、6.3以下は一般的です。
スペロペファニー18
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