TDK | CeraLink 電容器快速切換逆變器的革新
本周向大家介紹另一款壓電技術(shù)的產(chǎn)品CeraLink?。
CeraLink??是一系列非常緊湊的電容器,用于穩(wěn)定直流鏈路中的電壓。因此它們適合用作緩沖器或直流母線電容器。這些產(chǎn)品基于 PLZT 陶瓷,旨在為工程師提供針對快速開關(guān)轉(zhuǎn)換器、空間要求非常緊湊的轉(zhuǎn)換器和需要承受高工作溫度的轉(zhuǎn)換器優(yōu)化的緊湊型組件。

? 概述??
TDK電子CeraLink?電容器采用了新型專利反鐵電電容器技術(shù),隨著電壓的增加該材料的電容值隨之增大。憑借 基于該反鐵電電容器新型專利技術(shù),TDK電子CeraLink?電容器的電容值隨著電壓增大而增大。

電容值相對于電壓
借助ESL和ESR極低的屬性,CeraLink?電容器可支持更高的切換頻率以及成本更低且更穩(wěn)定的半導(dǎo)體器件(如高速IGBT相對于MOSFET)。此外,由于需要顯著降低制造的復(fù)雜性、芯片面積通常小于超接面MOSFET和其高切換頻率,最新的IGBT具有卓越的性價比。該類型解決方案的成本通常比MOSFET解決方案低三分之一,此外,電容值、電路板空間、磁性元件和散熱器等尺寸也可顯著降低,因此,總方案成本 (TCS) 可降低40%多。
在用于系統(tǒng)集成時,CeraLink?可降低由過壓(由系統(tǒng)方法引起)造成半導(dǎo)體器件損壞的風險。
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新型專利系統(tǒng)解決方案
CeraLink?的多層設(shè)計采用了一種帶銅內(nèi)電極的新型設(shè)計陶瓷材料,在性價比方面具有明顯的優(yōu)勢。
優(yōu)勢
ESR隨著溫度大幅降低
ESL極低
銅內(nèi)電極材料的屬性很有利于高頻切換,損耗低,且支持高Imax的快速轉(zhuǎn)換率。
適用于切換頻率高達1 MHz及以上的應(yīng)用
寬工作溫度范圍,溫度可高達 +150 °C(還適用于SiC/ GaN)
高頻時損耗低
支持快速切換半導(dǎo)體
可進一步減小系統(tǒng)級電力電子設(shè)備尺寸
由于材料選擇恰當,漏電流超低
隨著頻率增加,介質(zhì)損耗降低
接線端子,用于焊接和現(xiàn)代快壓合技術(shù)
隨著DC電壓向上偏移至工作電壓,電容值隨之增大
外殼緊湊,具有多個選項,可用于工業(yè)和汽車行業(yè)的典型電力模塊
提供用于集成至電力模塊 (IGBT/ MOSFET/ SiC) 的特殊型號
特性
電容密度高
ESR和ESL值極低
高電流密度,可有效降低紋波電壓
隨著電壓增大有效電容值增大
可用于高溫波動的應(yīng)用
高頻時損耗低
支持快速切換半導(dǎo)體
可減小系統(tǒng)級電力電子設(shè)備尺寸
規(guī)格
絕緣電阻很高,大于1 GΩ,特別是高溫下,漏電流很低。
ESL極低,小于3.5 nH
工作溫度介于 -40 °C至+125 °C(短期可高達 +150 °C),還適用于SiC和 GaN
產(chǎn)品系列
TDK電子CeraLink?為基于SiC和GaN半導(dǎo)體的快速切換轉(zhuǎn)換器的緩沖器和DC鏈路提供了極其緊湊的解決方案。這些新型電容器基于PLZT陶瓷材料(鋯鈦酸鉛鑭),與傳統(tǒng)的陶瓷電容器相比,CeraLink?電容器在應(yīng)用電壓時具有最大的電容值,甚至還增加了紋波電壓所占的比例。
三種設(shè)計可供選擇
LP(低剖面)
SP(焊針型)
FA(疊層裝配)

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系列的容值為0.25 μF至1 μF,額定電壓為500 V DC至900 V DC
系列的容值為5 μF至20μF,額定電壓為500 V DC至900 V DC。
系列的容值為0.25 μF至10 μF,額定電壓為500 V DC至900 V DC。
Ceralink??提供超低等效串聯(lián)電感(ESL)至2nH。
該電容器的工作溫度-40 °C to + 150°C。
應(yīng)用
適用電壓高達1200V/1300V的高壓半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用,如工業(yè)變頻器和逆變器。
用于電力轉(zhuǎn)換器和逆變器的DC鏈路/緩沖器應(yīng)用
特性
紋波電流能力強
低同等系列電感值 (ESL)
低同等系列電阻值 (ESR)
電力損耗低
電解質(zhì)吸收低
優(yōu)化后的高頻可高達幾MHz
隨著DC電壓向上偏移至工作電壓,電容值隨之增大
電容密度高
最小化高溫介質(zhì)損耗
可靠性高
構(gòu)造
符合RoHS的PLZT陶瓷(鉛鑭鋯鈦酸)
銅內(nèi)電極
銀外電極
銀涂層銅鉛框
環(huán)氧樹脂膠粘劑
? 圖形??
高溫時卓越的ESR性能

額定電壓時同等系列的電阻值
低漏地電流(絕緣)老化退化

電力電子設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)是自放電時間常數(shù)及其溫度依賴性。高溫時自放電時間常數(shù)大可最大程度降低高溫故障模式(如熱失控)的風險。由于CeraLink??電容器采用了陶瓷材料,其結(jié)構(gòu)優(yōu)于現(xiàn)有的陶瓷系統(tǒng),因此具有卓越的防老化性能。
高額定電流,與是否有冷卻系統(tǒng)無關(guān)
該測量值是在+85 °C的機柜溫度環(huán)境下進行的。由于銅電極具有良好的熱導(dǎo)電性,CeraLink?電容器的制冷非常有效。其最大允許電流僅受限于設(shè)備溫度。即便無強制冷卻(無空氣流動,無散熱器),還可使用幾個A/μF。
?應(yīng)用?
CeraLink電容器目標應(yīng)用

電路原理圖
