关键要点

• 无论哪种电容器类型，陶瓷电容器都会降额，以防止施加的电压和温度引起的巨大负载和其他不良影响。
• 降额可以通过将施加电压限制在额定电压以下50%左右来实现。 这种类型的降额称为电压降额。
• 将温度限制在低于最大额定工作温度15°C以下的降额方法称为温度降额。

陶瓷电容器降额电压应至少为预期电压的50%，以确保无风险运行

陶瓷电容器由于精度、公差、尺寸、高电压和高功率处理能力等特性，通常用于电子电路中。在任何电路应用中，陶瓷电容器的选择过程都应考虑到陶瓷电容器两端出现的预期电压，因为施加的电压接近额定电压值会导致电容器退化，这对元件和电路都是不利的。降额技术，利用电容器降低的额定容量，有助于保护陶瓷电容器免受此类风险的影响。陶瓷电容器的降额电压应至少为预期电压的50%，以确保无风险运行。在本文中，我们将研究陶瓷电容器降额及其电压要求。

陶瓷电容器的种类

陶瓷电容器以其紧凑的物理尺寸、大电容和高绝缘电阻而闻名。它们是通过在堆叠的陶瓷介电层的两侧在高温下烧制一层金属薄膜来制造的。金属膜通常由银制成。端子引线焊接到金属膜上或通过压力触点连接。整个封装封装环保，电绝缘。这种类型的陶瓷电容器称为陶瓷盘式电容器。

另一种类型的陶瓷电容器称为多层陶瓷电容器（MLCC），尺寸小，通常用于表面贴装技术，EMI或RFI抑制系统，或作为馈通电容器。无论哪种电容器类型，陶瓷电容器都会降额，以防止施加的电压和温度引起的巨大负载和其他不良影响。

陶瓷电容器降额

可靠性、对过大浪涌电流的保护以及主要电气参数的稳定性是导致任何类型电容器降额的物理原因。陶瓷电容器在高湿度条件下的可靠性很高，因为陶瓷具有防潮性。然而，陶瓷电容器在温度下的可靠性较差。陶瓷电容器也容易受到短路、开路或参数漂移等形式的故障的影响。过大的浪涌电流会导致热降解以及致命故障。随电压和温度的变化，电容、等效串联电阻 （ESR） 和等效串联电感 （ESL） 等电气参数会发生变化。

陶瓷电容器降额方法

降额意味着减少负载加速因子的数量，使电容器操作不易发生故障。电压和温度是电容器中的负载加速因素。电压和温度的累积效应对电容器负载至关重要。电容值受电压和温度上升的影响。当施加的电压接近额定电压时，观察到电容器值的下降。当温度升高时，电路中的电容会降低。

在陶瓷电容器中，可以通过控制降额参数（即电压和温度）来实现降额。降额是防止陶瓷电容器故障和参数漂移的最有效方法。这可以通过将施加的电压限制在额定电压以下 50% 左右来完成。这种类型的降额称为电压降额。另一种降额方法是将温度限制在低于最大额定工作温度15°C;这种方法称为温度降额。

陶瓷电容器降额电压

陶瓷电容器在施加电压时容易发生电容退化。由于电容器内电偶极子的松弛或重新对齐，X7R、X5R 和 Y5V 陶瓷电容器的电容会随着时间的推移而降低。在额定电压下，陶瓷电容降低高达80%。这种现象被称为电容的电压系数。

建议在低于额定电压的电压下使用陶瓷电容器，以消除电容电压系数的影响。电压降额表示为从额定电压中减去的电压的百分比。例如，30%的陶瓷电容器降额电压意味着陶瓷电容器应在额定电压的70%下工作。

选择额定电压大于或等于给定应用中施加在其两端的电压的陶瓷电容器是降额的最佳做法。由于电容器中存储的能量取决于电压的平方，因此陶瓷电容器的电压降额会影响陶瓷电容器的能量处理能力。

为了防止爆炸和电容的电压系数，最好选择额定电压50%左右的陶瓷电容器降额电压。

来源：Cadence