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關于開關電源之高耐壓、高容量、小尺寸的獨石電容器

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-07-16 點擊量：1337

在開關電源行業(yè)，一些應用需要高耐壓、高容量的電容器，例如在開關電源中作輸入輸出濾波，儲能，尖峰吸收，DC-DC轉換，直流阻隔，電壓倍乘等，此外，在一些應用中，尺寸和重量非常重要，需要小體積的電子元器件。高耐壓、高容值的電容器一般通過電解電容或者薄膜電容來實現，其體積一般較大。盡管經過多年的發(fā)展，高耐壓、高容量的電容器的小型化進展還是十分有限。當前取得的進展主要在高耐壓方面，但是很難同時兼顧高容量；或者是達到高容量但是電壓一般小于50V。

開關電源之獨石電容器為了同時獲取高耐壓和高容量，業(yè)界常見的做法是依據DSCC 87106/88011和MIL-PRF-49470的規(guī)范將多個陶瓷電容器疊加在一起，這種做法占據空間較大且較重，并且價格昂貴。因此，業(yè)內一直存在著對更輕、更小的高耐壓、高容量的電容器的需求。

開關電源之獨石電容器應對壓電效應失效的電容器解決方案
失效模式決定了設計上的局限，而多種失效模式的存在也限制了中、高耐壓電容器的容值提升。有些失效模式是外在的，如機械應力或熱應力導致的斷裂，但同時我們也需要深入探討內在失效模式，這在制造商的管控范圍之內。

開關電源之多層陶瓷電容器在設計上的限制因素，隨時代的不同而發(fā)生著變化。早期多層陶瓷電容器面臨的主要限制因素，是電介質材料本身的點缺陷和雜質，這些因素影響了材料的質量和純度。隨著電介質材料本身質量的提高和操作流程的改進，限制因素轉變?yōu)殡娊橘|材料本身的強度，而該因素一旦得到了解決，我們本可以預期制造出更大更厚的電容器，而不必擔心產生介質擊穿或點失效。

開關電源之高耐壓、高容量、小尺寸的獨石電容器可是一種新的失效模式出現了，我們稱之為壓電應力斷裂，通常指壓電效應或者電致伸縮現象。這種失效模式迄今為止仍是多層陶瓷電容制造所面臨的限制因素。

開關電源之獨石電容器的斷裂通常沿著一層或兩層介質層貫穿整個電容的中部。大多數的解決方案是將多個電容器通過添加引腳進行疊加，從而在給定尺寸下提高容值，但這需要消耗大量人力，花費較多成本，并會產生可靠性問題。另外的解決方案使用特殊電介質配方，但同時以犧牲介電常數作為代價，并影響最終可獲得的容值大小。

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