陶瓷电容高温高压下的降额效应

文摘   2024-08-26 20:56   上海  

电容效应形成在来源于电势差,没有电势差就不会形成电容,对于电容的应用,常常会注意以下几点:

1.电容的耐压值;

2.同样容值电容的并联使用,可以降低ESR,ESL,容值接近的电容并联,会引起并联谐振,形成反谐振点;

3.电容的有效容值,特别是在高/低温,高压情况下的电容容值。

本文以一篇实际案例介绍陶瓷电容在高温,高压环境下使用情况。

问题背景:显示屏在高温情况下,出现闪屏现象,常温下未出现,LED电源芯片的输出电容组合是一颗22uf电解电容+两颗10uf陶瓷电容+两颗1uf陶瓷电容

问题分析:用示波器抓取电源芯片几处关键的信号,发现电源输出的纹波很高,达到了2.7V,电源输出是38V,常温下是0.7V,如下图所示:

分析实验现象,闪屏问题是在高温情况下出现的,因而可以从元器件的高温特性作为切入点进行分析,通过前期的worst case 分析,主要功率元器件都是符合高温要求的,经跟供应商沟通,陶瓷电容的高温高压特性,在前期设计中并未作详细分析,而该电源芯片对输出的有效容值是有具体要求的。

从图中曲线可以看出,在常温下,40V的情况下,10uf的容值已经降额为3uf左右,在高温情况,容值还会继续下降1uf左右,而电解电容的在高压,高温情况下,衰减远小于陶瓷电容,将选择的两颗10uf陶瓷电容更改为一颗22uf的电解电容,重新在高温下测试,发现未出现闪屏现象,同时波形如下所示如下,纹波为600mv不到。

总结:在汽车电子应用中,都知道不能使用钽电容,但是对于陶瓷电容的使用同样也需要注意其高温高压特性,就目前了解到的,通常降额会超过50%以上,这样同样会影响我们利用电容滤波特性,这个需要我们特别注意。



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