SLC VS. MLCC,哪种电容器更适合您的应用?

本文转载自: knowles楼氏电容微信公众号
电容器是电路设计中必不可少的无源元件。如今,市面上可供选择的电容器规格非常多,因此,要确定哪种电容器最适合您的应用并不是一件容易的事。在电路设计初期,工程师们就需要决定是选用单层电容器(slc)还是多层陶瓷电容器(mlcc)来满足应用需求。
总的来说,两者似乎有类似的功用,因为无论是slc还是mlcc,它们都可作电路中的充储电、滤波或旁路之用。要确定哪一种最贴合您的需求,我们不妨从它们各自的基本结构入手进行探讨。slc是最基本的电容器类型,它的正负电极间仅仅只有一层电介质材料或绝缘层。
mlcc基于slc设计的基本原理,在单一电容器的电介质中分层嵌入多层电极,由此获取的mlcc的容值相当于多个slc并联使用的电容量。尽管从厚度上看,mlcc比slc要略厚,但它却能以更小的体积实现更大的容值——这正是当前对电容器的尺寸、重量和功率(swap)比较注重的射频、微波类应用需要考量的关键因素。图1展示了slc与mlcc的基本结构。
图1. 左边图示为slc的构造,右边图示为mlcc堆叠的层级。
1. slc较为适合的应用场景
slc是专门为微波和射频应用而设计的。这是因为slc固有的自谐振频率(srf,即电容器会表现出最小阻抗的点)是分立块状定值电容器中最高的。
值得注意的是,一般来说esr (即与电容器串联的内部电阻) 随频率而变化,所以使用低esr的电容器是十分必要的。此外,由于slc是单片集成形式,其包含的机械元件数量有限,这也有助于降低esr值。
然而,slc有一个潜在的缺点——由于它只是单层结构,容值在很大程度上取决于所使用的电介质的介电常数,这在一定程度上局限了所能获取的最大容值。因此,slc主要适用于高频率、低容值的应用。楼氏电容(kpd)是为lc滤波器市场提供定制高值平行板电容器的领导者。
2. mlcc较为适合的应用场景
一般来说,mlcc的容值范围比slc高得多,因此可适用于各种场合。mlcc由多层电介质和电极组成,除了更高的容值外,还能承受更高的工作电压——楼氏电容(kpd)制造的mlcc目前最高耐压可达12kv。然而,由于使用了多层电极和电介质,mlcc的esr值通常比slc高得多。因此,mlcc(含高q值、超低损耗的一级电介质mlcc),只能处理30ghz以下的频率,而slc可以处理高达100ghz的频率。
在射频和微波应用中,如果对容值和电压同时具有较高的要求,那么mlcc是比较合适的选择;在除射频微波应用之外的其他应用中,mlcc,尤其是楼氏电容(kpd)制造的具有创新设计的mlcc,是医疗植入、汽车电子及高可靠性爆破等严苛性应用的理想之选。
综上所述,由于slc和mlcc在耐压、频率、容值等参数方面各有千秋,因此在应用中是不可互换的。简而言之,slc非常适用于高频、低压的射频微波应用,而mlcc可以在更有限的频率范围内适用于各种类型的高压高容应用。


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