Характеристики постоянного смещения многослойных керамических конденсаторов

При проектировании схем импульсных источников питания обычно рассчитывают пульсации на выходе по следующей формуле:

Если используется многослойный керамический конденсатор (MLCC), его эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) пренебрежимо мало из-за его очень низкого значения. Поэтому, исходя из входного/выходного напряжения, частоты переключения и целевого уровня пульсаций, емкость можно рассчитать по следующей формуле:

Однако значение емкости, рассчитанное по приведенной выше формуле, привело к большей пульсации выходного сигнала во время реальных испытаний. Почему так происходит? Это связано с тем, что многослойные керамические конденсаторы (MLCC) имеют характеристику смещения постоянного тока: подача постоянного напряжения на конденсатор уменьшает его емкость.

На рисунке 1 ниже показана характеристика постоянного смещения конденсатора Murata 22 мкФ/10 В.

Рисунок 1

Как видно, при подаче на конденсатор постоянного напряжения 5 В его емкость уменьшается примерно до 50% от первоначального значения. Характеристика постоянного смещения многослойных керамических конденсаторов очень выражена; чем больше емкость, тем быстрее она уменьшается с увеличением напряжения, что необходимо учитывать при проектировании схем. В целом, характеристики постоянного смещения многослойных керамических конденсаторов имеют следующие особенности:

① Чем больше емкость, тем более выражена характеристика смещения; емкость уменьшается сильнее с увеличением напряжения.

② Для конденсаторов с одинаковой емкостью, но разным номинальным напряжением, уменьшение емкости происходит примерно одинаково при одинаковом напряжении (нет конденсатора с высоким номинальным напряжением, у которого уменьшение емкости было бы меньше).

③ Для конденсаторов с одинаковой емкостью и номинальным напряжением, чем больше корпус, тем медленнее уменьшается емкость.

Снижение емкости многослойных керамических конденсаторов (MLCC) — это объективная реальность. Проектирование должно основываться на емкости при фактическом напряжении смещения, а не на номинальной емкости. Например, если для схемы требуется конденсатор 10 мкФ, и выбран многослойный керамический конденсатор типа X7R (рассчитанный на 10 В), при фактическом напряжении смещения 5 В (при котором емкость снижается примерно на 50%), то два конденсатора с номинальной емкостью 10 мкФ следует соединить параллельно, чтобы обеспечить соответствие фактической емкости требуемым параметрам.

• Предыдущий пост

  Компания Micro-Magic выпустила серию кольцевых лазерных гироскопов, специально разработанных для навигационных приложений стратегического уровня.

• Следующий пост

  Высокоточная автономная технология определения направления на север меняет современное боевое оборудование и возможности ведения боя в сложных условиях.