Los MLCC C0G ofrecen una opción compacta en comparación con los capacitores de película

Los capacitores de película son reconocidos por su estabilidad, características de baja pérdida y efectos piezoeléctricos insignificantes, especialmente en aplicaciones analógicas de alta frecuencia y alta precisión. Sin embargo, los capacitores cerámicos multicapa (MLCC) de alto voltaje ahora pueden igualar o superar a los capacitores de película en áreas clave, como la estabilidad de la temperatura, la respuesta de frecuencia y el manejo del voltaje. Con sus paquetes de montaje en superficie mucho más pequeños, los MLCC son una opción cada vez más obvia para muchas aplicaciones modernas donde el ahorro de espacio es un factor de diseño principal.

Los MLCC diseñados según el estándar IEC C0G con dieléctricos de Clase 1 están avanzando en las aplicaciones tradicionalmente atendidas por capacitores de película, especialmente donde el tamaño y la precisión en los circuitos resonantes o la electrónica automotriz son importantes. C0G indica un dieléctrico cerámico con un coeficiente de temperatura de 0 ± 30 ppm/°C de -55 °C a +125 °C y es funcionalmente equivalente al estándar Negativo-Positivo-Cero (NP0) de la Electronic Industries Alliance.

Kyocera AVX ofrece MLCC C0G que brindan una opción atractiva para diseños que requieren capacitancia extremadamente estable con una variación mínima sobre temperatura, voltaje y tiempo. Son adecuados para circuitos donde la previsibilidad de los componentes es crítica, como la sincronización, el filtrado, la adaptación de impedancia o las secciones resonantes de los diseños de RF.

Beneficios de los MLCC sobre la película

Los capacitores que utilizan películas de plástico o polímero como dieléctrico proporcionan excelentes clasificaciones de voltaje, bajas pérdidas y capacitancia muy estable sobre la temperatura, pero generalmente son físicamente más grandes y pesados que los MLCC C0G equivalentes.

La demanda de MLCC C0G está aumentando para satisfacer las necesidades de teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras portátiles y dispositivos para vestir, así como vehículos eléctricos (EV) automotrices, sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y sistemas de información y entretenimiento. Otros mercados principales para estos componentes son el aeroespacial y de defensa, las telecomunicaciones y la electrónica industrial, donde la estabilidad de la capacitancia es crucial para el control y la medición de precisión.

Los modernos MLCC C0G de alto voltaje exhiben características de temperatura altamente estables, con un cambio mínimo de capacitancia en un amplio rango de temperatura. Esto es mucho más estable que los MLCC de Clase 2 (por ejemplo, X7R) y comparable o superior a muchos capacitores de película (Figura 1).

Figura 1: La capacitancia C0G es mucho más estable en todos los rangos de temperatura que otros dieléctricos. (Fuente de la imagen: Kyocera AVX)

Los MLCC C0G tienen una resistencia en serie equivalente (ESR) extremadamente baja y una inductancia en serie equivalente (ESI) para afectar favorablemente la eficiencia, la disipación térmica, el ruido y la estabilidad en la electrónica de potencia, los circuitos de RF y los sistemas digitales modernos de alta velocidad. Además, ofrecen una mayor eficiencia medida por factores de alta calidad (Q).

Cada vez más preferidos donde la precisión y la confiabilidad son críticas, los MLCC C0G mantienen un rendimiento eléctrico constante a lo largo del tiempo y bajo tensiones ambientales como fluctuaciones de temperatura, humedad y polarización de tensión.

Kyocera cierra la brecha

En ciertas aplicaciones, los picos rápidos de alta corriente generan un calor extremadamente alto, lo que hace que los dieléctricos de la tapa de película se ablanden y se derritan. Esto, a su vez, reduce la capacidad del capacitor para disipar el calor a través de la radiación infrarroja y acelera la falla térmica.

Kyocera y otros fabricantes han cerrado significativamente la brecha con los capacitores de película en términos de rendimiento, al tiempo que los superan en tamaño, potencial de integración y confiabilidad en condiciones de ensamblaje automatizado.

Los MLCC C0G de Kyocera pueden reemplazar los capacitores de película en muchos diseños donde la huella, el peso y el ensamblaje automatizado son prioridades, como en convertidores CC-CC, cargadores integrados (OBC) y cadenas de señales de precisión en electrónica automotriz o industrial. Con la disponibilidad de clasificaciones de alto voltaje y confiabilidad de grado automotriz (AEC-Q200), los MLCC C0G brindan una alternativa convincente que permite una mayor capacitancia y voltaje en diseños de sistemas más pequeños, resistentes y escalables.

En el pasado, los diseñadores de productos pueden haber optado por capacitores de película para convertidores CC-CC y OBC debido a sus excelentes clasificaciones de alto voltaje, bajas pérdidas y sólidas propiedades de autorreparación. Los MLCC C0G de Kyocera pueden reemplazar los capacitores de película en los OBC de vehículos eléctricos al ofrecer un rendimiento eléctrico altamente estable en condiciones de operación automotriz, un tamaño y peso más pequeños para diseños compactos y una eficiencia mejorada debido a las bajas pérdidas.

Las cerámicas C0G ofrecen uno de los dieléctricos de capacitor más estables disponibles, sin características de envejecimiento en un amplio rango de temperaturas de funcionamiento. Por eso, son particularmente adecuados para la electrónica de potencia moderna de vehículos eléctricos centrada en la confiabilidad, la miniaturización y la optimización del rendimiento.

La serie KAM Automotive MLCC de Kyocera AVX incluye una amplia variedad de capacitores diferenciados por materiales dieléctricos, rangos de capacitancia, clasificaciones de voltaje, tamaños de carcasa y otros factores. Los MLCC C0G KAM de la empresa se favorecen en aplicaciones automotrices que requieren capacitancia estable y bajas pérdidas, como iluminación LED, sensores, circuitos de audio, GPS, módulos de control de seguridad y pantallas táctiles, aunque también son adecuados para aplicaciones no automotrices, incluidos los sistemas de energía industrial y las energías renovables.

El KAM32LCG2J333JU de Kyocera AVX (Figura 2), por ejemplo, proporciona una estabilidad excepcional con un cambio mínimo de capacitancia sobre temperatura, voltaje y tiempo. Al ser compatible con los estándares automotrices AEC-Q200, este MLCC tiene una capacitancia de 0.033 μF con una clasificación de voltaje de 630 V, adecuado para entornos de alto voltaje que se encuentran comúnmente en los sistemas de vehículos eléctricos. Mide 0.126 in de largo x 0.098 in de ancho (3.20 mm x 2.50 mm) con una altura de asiento de 0.110 in (2.80 mm).

Figura 2: Una imagen representativa de un MLCC de Kyocera AVX. (Fuente de la imagen: Kyocera AVX)

Conclusión

Cuando la precisión y la estabilidad son críticas en diseños analógicos, de RF o de fuentes de alimentación, los MLCC C0G (NP0) de Kyocera mantienen un cambio de capacitancia casi nulo en un amplio rango de temperatura (0 ± 30 ppm/°C) y bajo polarización de CC aplicada. La consistencia del rendimiento los hace ideales para entornos críticos, entre ellas aplicaciones automotrices, médicas e industriales.