ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางขึ้นชื่อในด้านความเสถียร คุณลักษณะการสูญเสียต่ำ และเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานจำลองความถี่สูงและมีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้นแรงดันสูง (MLCC) สามารถแข่งขันหรือเหนือกว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางในด้านสำคัญๆ เช่น ความเสถียรของอุณหภูมิ การตอบสนองความถี่ และการจัดการแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากบรรจุภัณฑ์แบบยึดติดบนพื้นผิวที่เล็กกว่า MLCC จึงกลายเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการใช้งานสมัยใหม่จำนวนมากมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่คำนึงถึงการออกแบบหลักในการประหยัดพื้นที่
MLCC ที่มีไดอิเล็กทริกคลาส 1 ที่ผลิตตามมาตรฐาน IEC C0G กำลังกัดกร่อนพื้นที่การใช้งานที่เดิมครอบครองโดยตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรเรโซแนนซ์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ ซึ่งขนาดและความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ C0G เป็นตัวแทนเซรามิกไดอิเล็กทริกที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ 0 ± 30 ppm/° C ในช่วง -55 ° C ถึง +125 ° C และเทียบเท่ากับฟังก์ชันมาตรฐานศูนย์บวกลบ (NP0) ของ Electronic Industry Alliance
Kyocera AVX นำเสนอ C0G MLCC ซึ่งเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการออกแบบที่ต้องการตัวเก็บประจุที่มีความเสถียรสูง โดยมีอุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า และความแปรผันของเวลาน้อยที่สุด ตัวเก็บประจุประเภทนี้เหมาะสำหรับวงจรที่ความสามารถในการคาดเดาส่วนประกอบเป็นสิ่งสำคัญ เช่น ไทม์มิ่ง การกรอง การจับคู่อิมพีแดนซ์ หรือชิ้นส่วนเรโซแนนซ์ของการออกแบบ RF
ข้อดีของ MLCC เหนือตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง
ตัวเก็บประจุที่ใช้ฟิล์มพลาสติกหรือโพลีเมอร์เป็นไดอิเล็กทริกมีแรงดันไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม มีการสูญเสียต่ำ และมีความจุที่เสถียรมากตลอดช่วงอุณหภูมิ แต่โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่กว่าและหนักกว่า C0G MLCC ที่เทียบเท่ากัน
ความต้องการตัวเก็บประจุ C0G MLCC ในตลาดกำลังเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต แล็ปท็อป อุปกรณ์สวมใส่ เช่นเดียวกับยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) และระบบความบันเทิงด้านข้อมูล การใช้งานหลักอื่นๆ ของตัวเก็บประจุดังกล่าว ได้แก่ การบินและอวกาศและการป้องกัน โทรคมนาคม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม ซึ่งความเสถียรของตัวเก็บประจุเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการควบคุมและการวัดที่แม่นยำ
C0G MLCC แรงดันไฟฟ้าสูงสมัยใหม่มีเสถียรภาพอุณหภูมิที่ดีเยี่ยมและการเปลี่ยนแปลงความจุน้อยที่สุดในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ซึ่งมีความเสถียรมากกว่า Class 2 MLCC (เช่น X7R) มาก และสามารถแข่งขันหรือมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางหลายตัว (รูปที่ 1)
รูปที่ 1: ตัวเก็บประจุ C0G มีความเสถียรมากกว่าไดอิเล็กทริกอื่นๆ ตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด (แหล่งรูปภาพ: Kyocera AVX)
C0G MLCC มีความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่า (ESR) และตัวเหนี่ยวนำอนุกรมที่เทียบเท่า (ESI) ต่ำมาก ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ การกระจายความร้อน สัญญาณรบกวน และเสถียรภาพในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง วงจร RF และระบบดิจิทัลความเร็วสูงสมัยใหม่ได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ตามปัจจัยคุณภาพสูง (Q) ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุเหล่านี้จะสูงขึ้น
C0G MLCC กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในด้านที่ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากสามารถรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เสถียรและสม่ำเสมอตลอดเวลาและภายใต้แรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความผันผวนของอุณหภูมิ ความชื้น และความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า
Kyocera ทำให้ช่องว่างระหว่าง MLCC และผลิตภัณฑ์อื่นๆ แคบลง
ในการใช้งานบางประเภท จุดสูงสุดอย่างรวดเร็วของกระแสไฟฟ้าสูงสามารถสร้างความร้อนสูงมาก ส่งผลให้ไดอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางอ่อนตัวและละลาย ซึ่งจะช่วยลดความสามารถของตัวเก็บประจุในการกระจายความร้อนผ่านรังสีอินฟราเรดและเร่งความผิดปกติของความร้อน
Kyocera และผู้ผลิตรายอื่นๆ ได้ลดช่องว่างระหว่าง MLCC และตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางลงอย่างมากในแง่ของประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็เหนือกว่าในแง่ของขนาด ศักยภาพในการบูรณาการ และความน่าเชื่อถือภายใต้เงื่อนไขการประกอบอัตโนมัติ
C0G MLCC ของ Kyocera สามารถใช้แทนตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง และเหมาะสำหรับการออกแบบจำนวนมากที่ให้ความสำคัญกับขนาด น้ำหนัก และการประกอบแบบอัตโนมัติ เช่น ตัวแปลง DC-DC ในเครื่องชาร์จในรถยนต์ (OBC) และห่วงโซ่สัญญาณที่มีความแม่นยำในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์หรืออุตสาหกรรม เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าพิกัดสูงและความน่าเชื่อถือระดับยานยนต์ (AEC-Q200) ทำให้ C0G MLCC กลายเป็นโซลูชันทางเลือกยอดนิยมในการบรรลุความจุและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในการออกแบบระบบที่เล็กกว่า แข็งแกร่งกว่า และปรับขนาดได้
ในอดีต ผู้ออกแบบผลิตภัณฑ์อาจเลือกตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางสำหรับตัวแปลง DC-DC และ OBC เนื่องจากตัวเก็บประจุเหล่านี้มีแรงดันไฟฟ้าพิกัดสูงที่ดีเยี่ยม การสูญเสียต่ำ และมีคุณสมบัติการรักษาตัวเองที่แข็งแกร่ง Kyocera C0G MLCC สามารถบรรลุประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่มีความเสถียรสูงภายใต้สภาวะการทำงานของยานยนต์ ปรับให้เข้ากับการออกแบบที่กะทัดรัดโดยมีขนาดและน้ำหนักที่เล็กลง และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยผ่านการสูญเสียที่ต่ำ จึงเข้ามาแทนที่ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางใน EV OBC
ปัจจุบันเซรามิก C0G เป็นหนึ่งในไดอิเล็กทริกตัวเก็บประจุที่เสถียรที่สุด ซึ่งสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างโดยไม่เสื่อมสภาพ ดังนั้น วัสดุนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังในรถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่ที่เน้นความน่าเชื่อถือ การย่อขนาด และการเพิ่มประสิทธิภาพ
ซีรีส์ MLCC ของยานยนต์ KAM ของ Kyocera AVX มีตัวเก็บประจุหลายชนิด ซึ่งอาจแตกต่างกันไปตามวัสดุอิเล็กทริก ช่วงความจุ แรงดันไฟฟ้า ขนาดตัวเรือน และปัจจัยอื่นๆ C0G KAM MLCC ของบริษัทมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในการใช้งานในยานยนต์ที่ต้องการความจุที่เสถียรและการสูญเสียต่ำ เช่น ไฟ LED, เซ็นเซอร์, วงจรเสียง ฯลฯ GPS、 โมดูลควบคุมความปลอดภัย และหน้าจอสัมผัส แต่ตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังเหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่ในยานยนต์ เช่น ระบบไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม และพลังงานหมุนเวียน
ตัวอย่างเช่น Kyocera AVX KAM32LCG2J333 JU (รูปที่ 2) มีความเสถียรที่ยอดเยี่ยม โดยมีการเปลี่ยนแปลงความจุตามอุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า และเวลาน้อยที่สุด MLCC นี้เป็นไปตามมาตรฐานยานยนต์ AEC-Q200 โดยมีความจุ 0.033 µ F และแรงดันไฟฟ้าพิกัด 630 V เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแรงสูงที่พบได้ทั่วไปในระบบยานพาหนะไฟฟ้า ขนาดคือ ยาว 0.126 นิ้ว x 0.098 นิ้ว (3.20 มม. x 2.50 มม.) กว้าง และสูง 0.110 นิ้ว (2.80 มม.)