주요 테이크 아웃

• 커패시터 유형에 관계없이 세라믹 커패시터는 인가된 전압 및 온도로 인한 막대한 부하 및 기타 악영향을 방지하기 위해 감소됩니다.

• 인가 전압을 정격 전압의 약 50% 이하로 제한하여 경감할 수 있습니다. 이러한 유형의 디레이팅을 전압 디레이팅이라고 합니다.

• 최대 정격 사용 온도보다 15℃ 이하로 온도를 제한하는 디레이팅 방식을 온도 디레이팅이라고 합니다. 

위험 없는 작동을 보장하려면 세라믹 커패시터 디레이팅 전압이 예상 전압의 50% 이상이어야 합니다.

세라믹 커패시터는 정밀도, 공차, 크기, 고전압 및 고전력 처리 기능과 같은 특성으로 인해 전자 회로에 자주 사용됩니다. 정격 전압 값에 접근하는 인가 전압으로 인해 발생하는 커패시터 열화는 구성 요소와 회로에 해롭기 때문에 모든 회로 애플리케이션에서 세라믹 커패시터를 선택하는 프로세스는 세라믹 커패시터에 나타나는 예상 전압을 고려해야 합니다. 감소된 정격 용량에 커패시터를 사용하는 디레이팅 기술은 이러한 위험으로부터 세라믹 커패시터를 보호하는 데 도움이 됩니다. 위험 없는 작동을 보장하려면 세라믹 커패시터 디레이팅 전압이 예상 전압의 50% 이상이어야 합니다. 이 기사에서는 세라믹 커패시터 경감 및 해당 전압 요구 사항을 살펴보겠습니다  . 

세라믹 커패시터의 종류 

세라믹 커패시터는 물리적 크기가 작고 정전 용량이 크며 절연 저항이 높은 것으로 유명합니다. 이들은 적층된 세라믹 유전체 층 의 양면에 고온에서 금속 박막을 소성하여 제조됩니다  . 금속 필름은 일반적으로 은으로 만들어집니다. 터미널 리드는 금속 필름에 납땜되거나 압력 접촉으로 부착됩니다. 전체 패키지는 환경 보호 및 전기 절연을 위해 캡슐화됩니다. 이러한 유형의 세라믹 커패시터를 세라믹 디스크 커패시터라고 합니다.

다층 세라믹 커패시터(MLCC)라고 하는 또 다른 유형의 세라믹 커패시터는 크기가 작고  표면 실장 기술 ,  EMI 또는 RFI 억제 시스템 또는 피드스루 커패시터로 자주 사용됩니다. 커패시터 유형에 관계없이 세라믹 커패시터는 인가된 전압 및 온도로 인한 막대한 부하 및 기타 악영향을 방지하기 위해 감소됩니다. 

세라믹 커패시터 디레이팅 

신뢰성, 과도한 서지 전류에 대한 보호 및 주요 전기 매개변수의 안정성은 모든 유형의 커패시터의 디레이팅으로 이어지는 물리적 이유입니다. 세라믹은 습기에 대한 불투과성을 제공하기 때문에 습도가 높은 조건에서 세라믹 커패시터의 신뢰성이 높습니다. 그러나 세라믹 커패시터는 온도에 대한 신뢰성이 좋지 않습니다. 세라믹 커패시터는 또한 단락, 개방 회로 또는 파라미터 드리프트 형태의 고장에 취약합니다. 과도한 서지 전류는 치명적인 고장뿐만 아니라 열 열화를 유발할 수 있습니다. 전압과 온도에 따라 커패시턴스, 등가 직렬 저항(ESR) 및 등가 직렬 인덕턴스(ESL)와 같은 전기 매개변수가 달라집니다. 

세라믹 커패시터 경감 방법

경감이란 부하 가속 요인의 양을 줄여서 커패시터 작동이 고장에 덜 민감해지도록 하는 것을 의미합니다. 전압과 온도는 커패시터의 부하 가속 요인입니다. 전압과 온도의 누적 효과는 커패시터 부하에 매우 중요합니다. 커패시턴스 값은 상승하는 전압과 온도의 영향을 받습니다. 인가 전압이 정격 전압에 근접함에 따라 커패시터 값의 열화가 관찰됩니다. 온도가 상승하면 회로에서 커패시턴스가 감소합니다.

세라믹 커패시터에서 경감 매개변수, 즉 전압 및 온도를 제어하여 경감을 달성할 수 있습니다. 경감은 세라믹 커패시터의 파라미터 드리프트뿐만 아니라 고장을 방지하는 가장 효과적인 방법인 것으로 밝혀졌습니다. 인가 전압을 정격 전압의 약 50% 이하로 제한하면 됩니다. 이러한 유형의 디레이팅을 전압 디레이팅이라고 합니다. 다른 디레이팅 방법은 최대 정격 작동 온도보다 15℃ 낮은 온도로 온도를 제한하는 것입니다. 이 방법을 온도 경감이라고 합니다.

세라믹 커패시터 경감 전압

세라믹 커패시터는 인가된 전압에 따른 정전 용량 저하에 취약합니다. X7R, X5R 및 Y5V 세라믹 커패시터는 커패시터 내 전기 쌍극자의 이완 또는 재정렬로 인해 시간이 지남에 따라 정전 용량이 감소합니다. 세라믹 정전 용량 감소는 정격 전압에서 최대 80%에 이릅니다. 이 현상은 커패시턴스의 전압 계수로 알려져 있습니다.

정전 용량의 전압 계수의 영향을 없애기 위해 정격 전압보다 낮은 전압에서 세라믹 커패시터를 사용하는 것이 좋습니다. 전압 디레이팅은 정격 전압에서 빼는 전압의 백분율로 표시됩니다. 예를 들어, 30% 세라믹 커패시터 디레이팅 전압은 세라믹 커패시터가 정격 전압의 70%에서 작동해야 함을 의미합니다.

정격 전압이 지정된 애플리케이션에서 적용할 전압의 2배 이상인 세라믹 커패시터를 선택하는 것이 경감에 대한 모범 사례입니다. 커패시터에 저장된 에너지는 전압 제곱에 따라 달라지므로 세라믹 커패시터 전압 디레이팅은 세라믹 커패시터의 에너지 처리 용량에 영향을 미칩니다.

폭발과 정전 용량의 전압 계수를 방지하려면 정격 전압의 약 50%인 세라믹 커패시터 디레이팅 전압을 선택하는 것이 가장 좋습니다.

출처：케이던스