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MLCC电容直流偏压特性探讨

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3月份的主题是电容,前面电容的文章发了也有4-5篇,不晓得对屏幕前面的你有多大帮助。哪怕是有一丢丢的提升,我也觉得值了哈!本期再聊一个电容的知识点,而且很容易被大家忽视:电容的直流偏压特性 


你看到的,真的是你以为的?





如上图所示,一颗100nF/25Vdc/0603的MLCC电容(TDK:C0603JB1E104K030BB),供应商官网上标注的器件参数,总没错吧?(嘚瑟……)


你看到的,就真的是你以为的样子么?


你还别得意,还真不一定!!!我们再去供应商官网上扒一扒。


还真有猫腻!如下图所示:



再探究竟




详细解读下这条曲线。


①该电容只在0V时,电容的容值是100nF;


②当Vdc=6.3V时,电容的容值是36.25nF;

③当Vdc=16V时,电容的容值是11.357nF;


④当Vdc=25V时,电容的容值仅剩6.934nF。


可以看出,随着电容两端的电压升高,电容容值是逐渐降低的,这就是电容的直流偏压特性。这里也说明下,这里并不是说随着电压升高,容值就一定降低;但从总的趋势来看,随着电压升高,容值还是下降的



如上图所示,这是150pF/25Vdc/0603(TDK:C0603JB1E151K030BA),从直流偏置曲线来看,就是先上升后下降,整体还是随着电压升高,容值下降。


同样,从该例子中也可以看出,电容的标称容值是在Vdc=0V时的容值


什么时候考虑直流偏压特性?




既然知道了电容的这个特性,什么时候要考虑呢?


一般是在电路对电容有定量要求的时候,需要重点考虑直流偏压特性所带来的容值下降。计算容值需要留有一定裕量。比如Buck电路的输入/输出电容的设计,对储能和泄放时间有要求的电路设计等。


下图是DC-DC芯片LMR16006的Datasheet,其中对Cout有明确的范围要求,此时就要考虑电容受直流电压影响造成的容值下降。需要保证即便容值下降的情况下,依旧能满足电路输出端的容值总量要求。



总结




总结下今天聊的内容:

① 随着电容两端的电压升高,电容容值是逐渐降低的;

② 随着电压升高,电容容值可能会出现局部上升的情况;但从总的趋势来看容值还是下降的;

③ 电容的标称容值是在Vdc=0V时的容值;

④ 什么时候要考虑直流偏压特性?电路对电容有定量要求的时候,需要重点考虑直流偏压特性所带来的容值下降。


怎么样?一个简短的问题,给出的回答可浅可深。我的助攻只能到这里,能否晋升到陆地神仙境一剑开天门就看你的造化了!