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MLCC 改造,电容更高,尺寸更小

关键词:CN 系列 MLCC

时间:2023-09-25 11:11:38      来源:互联网

多层陶瓷电容器 (MLCC) 被广泛视为一种成熟的组件,正在经历设计和结构的快速改造,以便有效地服务于汽车和消费领域的新兴应用。它们在更小的尺寸中具有更高的电容值,在服务于下一代汽车应用以及智能手机和可穿戴设备等便携式设备的去耦和平滑电路中似乎更加方便。

多层陶瓷电容器 (MLCC) 被广泛视为一种成熟的组件,正在经历设计和结构的快速改造,以便有效地服务于汽车和消费领域的新兴应用。它们在更小的尺寸中具有更高的电容值,在服务于下一代汽车应用以及智能手机和可穿戴设备等便携式设备的去耦和平滑电路中似乎更加方便。

以 TDK 的 CN 系列 MLCC 为例,该产品采用新结构,可软终止电流通过层外,从而降低电阻。新设计的特点是树脂层仅覆盖电路板安装面,这与整个端子电极都覆盖有树脂层的传统软端子 MLCC 不同。

在MLCC中,标准端子电极具有基底电极Cu和Ni-Sn的两层电镀结构。另一方面,软端子在带有基底电极 Cu 和 Ni-Sn 的两个镀层之间涂敷了导电树脂(图 1)。

MLCC 改造,电容更高,尺寸更小


图 1软端接使 MLCC 对电路板弯曲、挠曲和热冲击具有很强的抵抗力。资料TDK

但是,虽然具有软端接的 MLCC 可防止电源和电池线路短路,但软端接的端子电极电阻稍高。反过来,这使得有必要保持低电阻以减少损耗。

MLCC应用

TDK 的新型 CN 系列 MLCC 在 3216 尺寸中容量高达 22 μF,相当于 3.2 × 1.6 × 1.6 mm,在 3225 尺寸中容量高达 47 μF,相当于 3.2 × 2.5 × 2.5 mm,并具有低电阻软端接。TDK 将这些 MLCC 瞄准汽车电子控制单元 (ECU) 和工业机器人的电源线进行平滑和去耦。



图 2 MLCC 充当临时充电和放电的水坝,调节电路中的电流并防止组件之间的 EMI。资料TDK

MLCC 是具有各种电容的 SMD 型电容器,由于其频率特性、可靠性和耐压性而受到很高的需求。他们还可以将多个组件打包到一个包中,从而无需额外的组件。例如,MLCC 可以消除对鉴频电路以及旁路和去耦应用的需求。同样,它们可用于滤波和瞬态电压抑制功能。

MLCC 在 5G、人工智能 (AI)、物联网 (IoT) 和云计算硬件中得到广泛采用。尽管 MLCC 以其强大的电容值和紧凑的占地面积服务于广泛的细分市场,但有两个市场脱颖而出。

汽车级 MLCC

MLCC 以其机械强度、高电压工作能力以及对快速温度变化的高耐受性而闻名。这使得它们成为各种 ECU 的主要产品,用于平滑和解耦电源线。

上述特性适用于电动汽车 (EV)、驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶汽车。因此,MLCC 通常用于高压耦合电容器、逆变器电路、照明镇流器和开关电源系统。


图 3 MLCC 能够支持更高的电压,现已广泛部署在车载充电器 (OBC)、逆变器和 DC/DC 转换器、电池管理系统 (BMS) 和无线功率传输 (WPT) 实施中。资料TDK

据一些行业估计,一辆电动汽车可能需要大约 10,000 个 MLCC。此外,随着电动汽车动力系统向更高电压发展,需要更长的爬电距离,而 MLCC 将紧凑性与更长的爬电距离结合在一起,因此将产生真正的影响。一些 MLCC 现在支持 305 VAC/1,500 VDC 额定电压,并具有 10 毫米爬电距离。

商业级 MLCC

MLCC 在 PCB 上占用的空间非常小,再加上电容的显着增加,使其非常适合智能手机和可穿戴设备等优先考虑小型化的设计。它们广泛集成到智能手机、便携式设备、可穿戴设备、家用电器、服务器和物联网硬件的去耦和平滑电路中。

MLCC 改造,电容更高,尺寸更小

图 4 0201 MLCC 在 EIA 0201 尺寸中提供 10 微法的电容,相当于 0.6 mm x 0.3 mm。资料京瓷

以京瓷的 KGM03 系列为例,尺寸仅为 0.6 mm x 0.3 mm,广泛应用于智能手机和可穿戴设备中的 MLCC(图 4)。这些 MLCC 的电容比京瓷上一代 MLCC 增加了大约两倍。

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