Les MLCC C0G offrent une option compacte par rapport aux condensateurs à film

Les condensateurs à film sont reconnus pour leur stabilité, leurs faibles pertes et leurs effets piézoélectriques négligeables, en particulier dans les applications analogiques haute fréquence et haute précision. Cependant, les condensateurs en céramique multicouches (MLCC) haute tension peuvent désormais égaler voire surpasser les condensateurs à film dans des domaines clés tels que la stabilité en température, la réponse en fréquence et la tenue en tension. Avec leurs boîtiers à montage en surface beaucoup plus petits, les MLCC constituent un choix de plus en plus évident pour de nombreuses applications modernes dans lesquelles le gain d'espace est un facteur de conception primordial.

Les MLCC construits selon la norme CEI C0G avec des diélectriques de classe 1 envahissent les applications où les condensateurs à film étaient traditionnellement utilisés, en particulier lorsque les considérations de taille et de précision prévalent dans les circuits résonants ou l'électronique automobile. C0G indique un diélectrique céramique avec un coefficient de température de 0 ± 30 ppm/°C de -55°C à +125°C, et est fonctionnellement équivalent à la norme NP0 (Negative-Positive-Zero) de l'Electronic Industries Alliance.

Kyocera AVX propose des MLCC C0G qui fournissent une option intéressante pour les conceptions exigeant une capacité extrêmement stable avec une variation minimale en fonction de la température, de la tension et du temps. Ils conviennent aux circuits pour lesquels la prévisibilité des composants est critique, comme la temporisation, le filtrage, l'adaptation d'impédance ou les sections résonantes des conceptions RF.

Avantages des MLCC par rapport aux condensateurs à film

Les condensateurs qui utilisent des films en plastique ou en polymère comme diélectrique offrent d'excellentes tensions nominales, de faibles pertes et une capacité très stable en fonction de la température, mais ils sont généralement plus grands et plus lourds que les MLCC C0G équivalents.

La demande de MLCC C0G augmente fortement pour répondre aux besoins des smartphones, des tablettes, des ordinateurs portables, des dispositifs portables, des véhicules électriques (VE), des systèmes d'aide à la conduite (ADAS) et des systèmes d'infodivertissement. Les autres marchés importants pour ces composants sont l'aérospatiale et la défense, les télécommunications et l'électronique industrielle, où la stabilité de la capacité est cruciale pour un contrôle et une mesure de précision.

Les MLCC C0G haute tension modernes présentent des caractéristiques de température très stables, avec une variation de capacité minimale sur une large plage de températures. Ils sont beaucoup plus stables que les MLCC de classe 2 (par exemple, X7R) et comparables ou supérieurs à de nombreux condensateurs à film (Figure 1).

Figure 1 : La capacité C0G est beaucoup plus stable que les autres diélectriques sur toutes les plages de températures. (Source de l'image : Kyocera AVX)

Les MLCC C0G présentent une résistance série équivalente (ESR) et une inductance série équivalente (ESL) extrêmement faibles, ce qui a un impact positif sur le rendement, la dissipation thermique, le bruit et la stabilité dans l'électronique de puissance, les circuits RF et les systèmes numériques haute vitesse modernes. En outre, ils offrent un plus haut rendement, mesuré par des facteurs de qualité (Q) élevés.

De plus en plus privilégiés lorsque la précision et la fiabilité sont essentielles, les MLCC C0G maintiennent des performances électriques constantes dans le temps et dans des contraintes environnementales telles que les fluctuations de température, l'humidité et la polarisation de tension.

Kyocera comble l'écart

Dans certaines applications, des pics rapides de fort courant génèrent une chaleur extrêmement élevée, entraînant le ramollissement et la fusion des diélectriques du condensateur à film. Cela réduit la capacité du condensateur à dissiper la chaleur par rayonnement infrarouge et accélère la défaillance thermique.

Kyocera et d'autres fabricants ont considérablement réduit l'écart avec les condensateurs à film en termes de performances, tout en les surpassant en termes de taille, de potentiel d'intégration et de fiabilité dans des conditions d'assemblage automatisé.

Les MLCC C0G de Kyocera peuvent remplacer les condensateurs à film dans de nombreuses conceptions où l'empreinte, le poids et l'assemblage automatisé sont des priorités, comme dans les convertisseurs CC/CC, les chargeurs embarqués (OBC) et les chaînes de signaux de précision dans l'électronique automobile ou industrielle. Avec la disponibilité de caractéristiques haute tension et une fiabilité de qualité automobile (AEC-Q200), les MLCC C0G constituent une alternative convaincante qui permet des valeurs plus élevées de capacité et de tension dans des conceptions évolutives, plus petites et plus robustes.

Dans le passé, les concepteurs de produits choisissaient des condensateurs à film pour les convertisseurs CC/CC et les chargeurs embarqués en raison de leurs excellentes caractéristiques de haute tension, de leurs faibles pertes et de leurs robustes propriétés d'autorégénération. Les MLCC C0G de Kyocera peuvent remplacer les condensateurs à film dans les chargeurs embarqués des véhicules électriques en raison de leurs performances électriques très stables en conditions d'utilisation automobile, de leur taille et de leur poids réduits pour les conceptions compactes, et de leur efficacité accrue grâce à de faibles pertes.

Les céramiques C0G offrent l'un des diélectriques de condensateur les plus stables disponibles, et ne présentent aucune caractéristique de vieillissement sur une large plage de températures de fonctionnement. Elles sont donc particulièrement adaptées à l'électronique de puissance des véhicules électriques modernes, ciblant la fiabilité, la miniaturisation et l'optimisation des performances.

La série KAM de MLCC automobiles de Kyocera AVX inclut une large gamme de condensateurs se distinguant par leurs matériaux diélectriques, leurs plages de capacité, leurs tensions nominales, leurs tailles de boîtier et d'autres facteurs. Les MLCC C0G série KAM de l'entreprise sont privilégiés dans les applications automobiles exigeant une capacité stable et de faibles pertes — par exemple éclairage LED, capteurs, circuits audio, GPS, modules de contrôle de sécurité et écrans tactiles — bien qu'ils conviennent également à des applications non automobiles, y compris les systèmes d'alimentation industriels et les énergies renouvelables.

Le KAM32LCG2J333JU de Kyocera AVX (Figure 2), par exemple, offre une stabilité exceptionnelle avec une variation minimale de la capacité en fonction de la température, de la tension et du temps. Conforme aux normes automobiles AEC-Q200, ce MLCC présente une capacité de 0,033 µF avec une tension nominale de 630 V, convenant aux environnements haute tension fréquents dans les systèmes de véhicules électriques. Il mesure 3,20 mm de long x 2,50 mm de large, avec une hauteur installée 2,80 mm.

Figure 2 : Image représentative d'un MLCC de Kyocera AVX. (Source de l'image : Kyocera AVX)

Conclusion

Lorsque la précision et la stabilité sont essentielles dans les conceptions analogiques, RF ou d'alimentation, les MLCC C0G (NP0) de Kyocera maintiennent une variation de capacité proche de zéro sur une large plage de températures (0 ± 30 ppm/°C) et avec une polarisation continue appliquée. Grâce à leurs performances constantes, ils conviennent parfaitement aux environnements critiques, y compris les applications automobiles, médicales et industrielles.