隨著材料開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)的進(jìn)步MLCC（Multilayer Ceramic Chip Capacitor， 積層貼片陶瓷片式電容器）電容量范圍已經(jīng)增加到鉭和鋁電解容的范圍。越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工程師認(rèn)可MLCC的優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)工程師將鉭和鋁電容切換到使用MLCC時(shí)，功率損耗的問(wèn)題將被提出。通常將其表述為紋波電流。
TDK代理商，我司專業(yè)供應(yīng)日本TDK品牌貼片電容、貼片電感、蜂鳴器、濾波器、磁環(huán)、共模電感等全系列原裝電子元器件。TEL:13691765828 宋生 QQ:1393162001 歡迎來(lái)電咨詢！
Q2. 為什么紋波電流會(huì)導(dǎo)致MLCC發(fā)熱？
A2. 若是理想的電容器，則不會(huì)因?yàn)槌鋈腚娙萜鞯某浞烹婋娏鳎y波電流）而自我發(fā)熱。但現(xiàn)實(shí)中的MLCC中包含微小的ESR（Equivalent Series Resistance，等效串聯(lián)電阻），因此會(huì)產(chǎn)生微量的電力損耗（即焦耳熱）.而這正是紋波電流導(dǎo)致MLCC溫度上升的原因。.
待續(xù)...
Q4. 可接受紋波電流是如何測(cè)定的？
A4. 可接受紋波電流的測(cè)定方法并無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。TDK對(duì)紋波電流做出規(guī)定，將MLCC的溫度上升控制在20℃及以下。實(shí)際上，通過(guò)測(cè)定MLCC的ESR與熱電阻值,將會(huì)間接對(duì)溫度上升進(jìn)行估算。只要流經(jīng)紋波電流，焦耳熱會(huì)使MLCC不斷發(fā)熱，同時(shí)MLCC表面也會(huì)不斷進(jìn)行散熱。而溫度上升值則取決于發(fā)熱及散熱之間的平衡。MLCC的溫度會(huì)因?yàn)殡娏p耗導(dǎo)致的發(fā)熱而上升，但散熱量也會(huì)增加，因此原則上可在某一點(diǎn)停止其溫度上升。單位時(shí)間的發(fā)熱量與該溫度上升值之間的比稱為熱電阻，若MLCC的外形尺寸相同則能夠確認(rèn)擁有相同值。因此，只要知道ESR則能夠計(jì)算單位時(shí)間的電力損耗量，將該值與熱電阻相乘便能夠得出溫度上升值。使用該方法計(jì)算出溫度上升在20℃的紋波電流，并將其作為可接受紋波電流。
Q5. 當(dāng)電流超過(guò)可接受紋波電流值時(shí)會(huì)存在怎樣的風(fēng)險(xiǎn)？
A5. 意味著自我發(fā)熱超過(guò)20℃。產(chǎn)品考慮了在電源電路中使用時(shí)可能產(chǎn)生該大紋波電流的情況。通常，周?chē)鷮?huì)搭載電源IC、變壓器等發(fā)熱更多的元件。 因此，包含自我發(fā)熱溫度在內(nèi)的MLCC溫度有可能會(huì)超過(guò)使用溫度上限。若繼續(xù)使用超過(guò)使用溫度上限的MLCC，不僅會(huì)導(dǎo)致靜電容量過(guò)低，還會(huì)加速縮短MLCC的使用壽命，最壞的情況時(shí)會(huì)導(dǎo)致短路故障發(fā)生。 請(qǐng)?jiān)诘陀诳山邮芗y波電流值的環(huán)境下使用MLCC。
Q6. 極性是否會(huì)對(duì)MLCC的容許紋波電流產(chǎn)生影響？
A6. MLCC是無(wú)極性的，因此與電解電容器不同，可接受紋波電流值不會(huì)發(fā)生變化。
Q7. 外形尺寸是否會(huì)對(duì)MLCC的可接受紋波電流產(chǎn)生影響？
A7. 雖然不可一概而論，但單位時(shí)間的電力損耗相同時(shí)，外形尺寸較大的MLCC，僅表面積增加部分的散熱量會(huì)增大，從而抑制溫度的上升。因此，可接受紋波電流值會(huì)上升。但外形尺寸較大且靜電容量相同，則結(jié)構(gòu)方面ESR會(huì)較高，因此電力損耗可能呈增大趨勢(shì)。因此，為進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，每一產(chǎn)品名稱均需要對(duì)其特性數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。 TDK在網(wǎng)站上提供部件特性解析軟件服務(wù)（SEAT），并按MLCC的型號(hào)登載其可接受紋波電流值。
Q1. 何謂“老化”？
A1. 老化是指EIA Class II電容器隨著時(shí)間推移電容量會(huì)下降。這對(duì)于用作電介質(zhì)材料的所有強(qiáng)電介質(zhì)來(lái)說(shuō)是不可避免的自然現(xiàn)象。老化的過(guò)程是可逆的，電介質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)是隨溫度和時(shí)間的變化而發(fā)生變化。老化通常以指數(shù)形式的容値衰減率來(lái)描述。用對(duì)數(shù)來(lái)表示老化的變化率，因此容値的減小在前10個(gè)小時(shí)時(shí)是非常大的。
圖1 :電容老化特性
注：介電損耗因子（正切）也會(huì)老化，下降速率是電容値的幾倍。同時(shí)，EIA Class III和IV也具有老化特性。業(yè)界的老化定義可參照EIA-521和IEC-384-9中關(guān)于老化的“官方”定義。
Q2. Class I電容器和Class II電容器之間有什么不同？
A2. 溫度補(bǔ)償用電容（EIA I類）和高介電常數(shù)電容（EIA II類）電容的差異。溫度補(bǔ)償相對(duì)介電常數(shù)為10?100，高介電常數(shù)的類型是使用具有1000至10000的相對(duì)介電常數(shù)的材料，材料系是不同的。
Class I 電容器1 (C0G、CH)的溫度特性是穩(wěn)定的，它基本不隨溫度，電壓的變化，時(shí)間的推移而發(fā)生變化，CH和C0G電容的溫度依賴性小，它的容值變化率是±30PPM/℃。因此，它是適用于要求溫度和電壓穩(wěn)定的電路應(yīng)用。
Class II 電容器2 (X5R，X7R、Y5V)的特性對(duì)于溫度、電圧、時(shí)間的變化是比較大的，與Ⅰ類相比，電容的溫度變化較大但它可以獲得高容值的電容，用于整流、傍路等用途。
此外，采用鈦酸鋇為介質(zhì)主材制造的電容器（Class II、III和IV）為強(qiáng)電介質(zhì)體，因此容易“老化”，在未加熱或充未電狀態(tài)下放置,隨著時(shí)間的推移電容器的容値會(huì)下降。Class I電容器不是強(qiáng)電介質(zhì)體，因此不會(huì)老化。
Q3. 為什么鈦酸鋇電容器會(huì)老化以及如何老化？
在居里點(diǎn)以下溫度，無(wú)負(fù)載放置。隨著時(shí)間的推移內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)會(huì)變化，并由此產(chǎn)生電偶極子的有序排列。造成分子的電荷保持力減弱的結(jié)構(gòu)。電容值將變小3。
Q4. 什么是抗老化？
A4. 抗老化是還原老化現(xiàn)象的熱處理。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是恢復(fù)重新老化的過(guò)程，但并不阻止元件的老化。將電容器加熱到高于其居里溫度會(huì)使晶體結(jié)構(gòu)恢復(fù)到其最佳的無(wú)序排列，從而實(shí)現(xiàn)最大電容量。TDK建議采用150℃/1小時(shí)加熱進(jìn)行抗老化。
注：為了加熱后的容値測(cè)量、記錄好最后的加熱時(shí)間TOLH(Time Of Last Heat)是非常重要的。
Q5. “老化”是否只是TDK的特有現(xiàn)象？
A5. 答案是否定的。MLCC的所有制造商生產(chǎn)的Class II、III和IV陶瓷電容都會(huì)有“老化”現(xiàn)象。由于老化視結(jié)構(gòu)而定，因此老化速率因制造商而異。
Q6. 電容器制造商如何針對(duì)老化進(jìn)行補(bǔ)償？
A6. 電容器的測(cè)試基準(zhǔn)已在IEC-384-9被定義。它被定義為:在 最終熱處理后1000小時(shí)的經(jīng)時(shí)性變化后的電容值4。我們?cè)跍y(cè)試工序中考慮到老化速度的影響，使1000小時(shí)后的電容值在允許的公差范圍內(nèi)來(lái)進(jìn)行選別。
注：隨著時(shí)間的推移,由于老化使電容值降低。最后加熱后不到1000小時(shí)的有可能超過(guò)容量公差的上限，超過(guò)1000小時(shí)的有可能低于容量公差的下限。
Q7. 電容器用戶應(yīng)如何針對(duì)老化進(jìn)行補(bǔ)償？
A7. 電容器用戶應(yīng)期望Class II、III和IV電容器處在電容允許偏差范圍內(nèi), 從最后加熱開(kāi)始需要經(jīng)過(guò) TOLH中的6周（1000小時(shí)）的放置，在焊接，粘接劑固化，溫度上升的其他工序直后，是電容去老化的過(guò)程，有可能電容值不落在容差范圍內(nèi)。您可能需要考慮到電容器的老化因素，拓寬在電路測(cè)試中電容的容差范圍設(shè)置。
