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高介电常数型MLCC的容值随施加的交流电压而变化。在选择用于交流电路的电容器时,请考虑交流电压特性。
1.MLCC交流电压特性的测试方法
1)测试设备
测试设备推荐德科技的LCR测试仪EA,配套测试夹具E/G。
2)测试条件
测试频率:C≤10uF,1kHz,C>10uF,Hz。
AC电压:0.01~2.0Vrms
施加AC电压时间:30s
测试温度:(25±3)℃
2.Ⅰ类陶瓷绝缘介质的交流电压特性
Ⅰ类陶瓷绝缘介质典型代表COG(NPO)容值几乎不随交流电压变化,U2J容值随交流电压的增大而降低(如图1所示)。
图1Ⅰ类绝缘陶瓷介质容值变化比-交流电压特性曲线
3.Ⅱ类和Ⅲ类陶瓷绝缘介质的交流电压特性(ACvoltagedependence)在电容器两端的交流电压产生了一个与直流电压比相反的效果。高介电常数型(Ⅱ类和Ⅲ类)电容器的电容值随施加的交流电压而变化。当电容器被选择用于交流电路时,请考虑交流电压特性陶瓷电容器的电容值变化比与交流电压之间的关系见图2。
图2Ⅱ类和Ⅲ类陶瓷绝缘介质容值变化比与交流电压之间的关系
Ⅱ类陶瓷绝缘介质50V以下规格取0~2V,AC交流电压区间的容值变化比曲线图参考图6-图7。X7R和X5R的容值变化比随着交流电压的增大而增大,Y5V容值变化比随交流电压的增大先升后降。容值变化比测试条件:CP≦InF,1MHz;lnFCP≦10uF,1kHz;CP10pF,Hz。容值变化比参照点:CP≤10uF,以1VAC为参照点,CP10uF,以0.5VAC为参照点(包含X5R.容值大于等于pF)。
1)X7R容值变化比-交流电压特性曲线
在pF~47uF容值范围内,挑选具有代表性的低压规格,它们在0~2VAC范围内的交流电压曲线如下。从图3曲线可以看出,10uF以下规格容值变化较小(约在10%以内),10uE以上规格容值变化较大(接近40%)。
X7R额定VDC中压规格的交流电压曲线见图4,1nF和10nF的容值变化比随交流电压的增大而增大,但是nF和1F的容值变化比随交流电压的增大而降低。所以X7R全部规格的交流电压特性并没有一致性规律。
图3X7R容值变化比-交流电压特性曲线
图4X7R容值变化比-交流电压特性曲线(V额定电压)
X7R高压1kV的容值变化比-交流电压特性曲线见图5,曲线成抛物线状先升后降。峰值大约在交流~VAC的范围。
图5X7R容值变化比-交流电压特性曲线(1kV额定电压)
2)X5R容值变化比-交流电压特性曲线
在pF~uF容值范围内,挑选具有代表性的低压规格,它们在02VAC范围内的交流电压曲线如下。从图6中的曲线可以看出,X5R容值变化幅度无论容值大小明显大于X7R。
图6X5R容值变化比-交流电压特性曲线
3)Y5V容值变化比-交流电压特性曲线
在22nF~uF容值范围内,挑选具有代表性的低压规格,它们在0~2VAC范围内的交流电压曲线见图7。从图7中的曲线可以看出,YSV容值变化与X7R和X5R相比有所区别,交流电压在0~2VAC范围内,Y5V曲线基本上是先升后降,而X7R和XSR的容值随着电压逐渐增大
图7Y5V容值变化比-交流电压特性曲线