Новая технология производства MLCC Murata

Опубликовано 28.07.2010 Ведущий Антон Степанов

До недавнего времени в силовых схемах транспортных средств с электрическим или гибридным приводом использовались только пленочные или электролитические конденсаторы. Для цепей питания подобных устройств необходима емкость в диапазоне десятков и тысяч мкФ. Особенностью работы конденсаторов в транспортных применениях являются очень высокие токи
пульсаций и жесткие условия воздействия окружающей среды. Существующие технологии не позволяли производить достаточно большие высоковольтные многослойные керамические конденсаторы (MLCC). Однако компании Murata удалось изготовить конденсаторы Power MONO. В этих новых керамических конденсаторах, отличающихся низким уровнем потерь в сочетании с высокой емкостью, использован керамический материал BaTIO3. По всему пространству керамики располагается сетка внутренних электродов, изготовленных из никеля. Они подключены к внешним медным электродам, которые в свою очередь соединены с металлическими выводами методом сварки без применения свинцово-содержащих материалов. На графике, представляющем зависимость напряжения от ёмкости, зона Power MONO расположена вне области, традиционно занимаемой MLCC. Напротив, она близка к зоне, в которой находились только пленочные конденсаторы, таким образом, Power MONO представляют собой принципиально новый класс MLCC. Материал BaTiO3, специально разработанный для производства конденсаторов большой емкости с малыми потерями, позволяет повысить допустимый удельный ток пульсаций до уровня 1,56 A/см3. Эта величина несколько выше показателя пленочных конденсаторов, и в 2 раза больше типового значения для электролитов. Поскольку MLCC имеют явное преимущество по допустимому току пульсаций, существует возможность заменить пленочные или алюминиевые конденсаторы на MLCC меньшей емкости. При этом керамические конденсаторы могут быть расположены близко к другим компонентам схемы благодаря отсутствию у них эффекта саморазогрева. В некоторых случаях применение Power MONO позволяет снизить требования к системе охлаждения всего устройства. Представляет интерес и такой важный параметр, как удельная емкость. Для Power MONO удельная емкость составляет 2,4 мкФ/см3 в сравнении с 1,2 мкФ/см3 для пленочных конденсаторов и 1,89 мкФ/см3 для алюминиевых электролитов. Это означает, что, несмотря на относительно "большие" габариты MLCC Power MONO, по удельным показателям он оказывается меньше, чем пленочные или электролитические конденсаторы. Емкостям MLCC свойственна и более высокая, чем у пленочных конденсаторов, стойкость к переходным перенапряжениям благодаря низким значениям ESR и ESL. Поскольку MLCC теперь доступны с рабочим напряжением 1200 В, они могут быть успешно использованы на транспорте. Новая технология Murata подходит для применения в транспортных средствах с электрическим или гибридным приводом, где требуются высоковольтные конденсаторы с большим значением токов пульсаций, отличающиеся малыми габаритами и очень хорошими тепловыми характеристиками.
.