如果將電子元器件市場看做門派林立的大“江湖”,那麼電容領域這個小“江湖”在很多人眼裡恐怕是比較雲淡風輕的一類——電容器產品看上去都大同小異，升級迭代也不那麼頻繁。不過，你要是真這麼認為，那就錯了！
越是看似“簡單”的東西，越是在“同質化”的產品堆裡，越需要有異於他人的特質，才能脫穎而出。
尤其是當電容處於高溫、高濕、高振動等比較“險惡”的環境中，電容產品是否有無懼挑戰的真功夫，就顯得尤為關鍵。
在這個全新的『前沿電容』 系列欄目中，我們就將陸續為大家介紹一些來自 Vishay 的電容高手，與它們同行，你才會發現：
江（環）湖（境）再險（苛）惡（刻）
你的開發工作也可以得心應手
笑傲自如
閒言碎語不多講，在本回『前沿電容』中，我們先來盤一盤藏龍臥虎的 Vishay 陶瓷電容，看看裡面有哪些“高手”。
陶瓷電容，顧名思義是以陶瓷為核心組件的電容器，此類產品具有耐熱性能好、絕緣性能優良、結構簡單、價格低廉等優點。根據陶瓷材料配方不同，陶瓷電容可以被分為兩類：
1類陶瓷電容：
這類陶瓷電容器溫度特性好，且高頻損耗值很小，適用於對容量和穩定度要求較高的高頻諧振、濾波和溫度補償等電路。
2類陶瓷電容：
其陶瓷材料介電常數較大，單位體積的電容量更高，但是精度和穩定性比1類陶瓷電容差，適合於對容量、損耗和溫度特性要求不高的低頻電路，起到旁路、耦合、濾波的作用。
安規三傑
陶瓷電容的一個重要用途是安規電容。所謂安規電容器，就是抑制電源電磁干擾用固定電容器，這個定義中有兩層含義：一是要能夠消除電源線路中的噪聲，對共模、差模干擾起濾波作用；二是要滿足安全規範要求，即使在電容器失效後，也不會導致電擊、燃燒等危害，不危及人身安全。這種特殊的要求，也就催生了安規電容這一特殊的產品類別。
安規電容根據其用途被分為兩類（見圖1）：
X類：
這是跨於火線和零線之間，用來抑制差模干擾的電容器，此類電容器多選用耐紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容，其內阻較小，瞬間充放電電流較大，容值一般在 μF 級。
Y類：
此類電容跨界在火線與地、零線與地之間，用於抑制共模干擾，其電容值一般在2nF範圍內。然而， 此類電容需要有較高的絕緣特性和抗電強度。為了耐受高電壓，往往要求在電氣和機械性能方面有足夠的安全餘量。從圖1中可以看到，這是陶瓷電容器的主要應用領域，尤其是在電磁干擾濾波下。
图1：安规电容器的典型电路和主要类型
一款合格的安規電容，需要滿足以下一些要求：
首先，安規電容的額定電壓必須適應應用場合的電壓要求。比如 Y 類安規電容不同的安全等級和絕緣類型，就對應著不同的額定電壓，如表1所示。
▲Y類安規電容的額定電壓
其次，安規電容需要有足夠的承受異常脈衝電壓衝擊的能力，因此峰值脈衝電壓也是一個很關鍵的性能參數，比如 Y1 安規電容的峰值脈衝電壓需要高達 8kV 以上。
▲安规电容耐受峰值脉冲电压的特性要求
再有，也是非常重要的一點，鑑於安規電容的特殊性，其必須有較強的惡劣環境的適應能力，這對於許多應用來說尤為關鍵，如汽車、工業和消費品等。元器件這一可靠性特性的界定，可通過高溫高濕（Temperature Humidity Bias，THB）試驗來進行，IEC 60384-14.4標準為安規電容的 THB 測試定義了所需的條件（如圖2）。
其中測試條件 B 和測試條件 A 是等效的，兩個測試均證明，85 °C / 85 % RH / 1000 h 條件下的 THB Class IIIB 測試，意味著該安規電容就達到並超過了最高的溫、濕度耐受等級要求。
圖2：IEC 60384-14.4標準的安規電容THB測試條件
如果按照上述這樣的標準去篩選，
Vishay 的陶瓷電容中有三位“高手”應該能夠榜上有名。
1. VY1…C 安規電容
這個外形緊湊的引線封裝圓盤式陶瓷電容具有 X1, 760 VAC/ Y1，500 VAC 的額定電壓，耐受的峰值脈衝電壓高達 10 kV，最值得一提的是其在 THB 測試中通過了可靠性級別最高的 Class IIIB 的測試（85 °C / 85 % RH / 1000 h）！因此，當你希望選擇一款在惡劣環境中具有高可靠性表現的小型化安規電容時，VY1…C 安規電容無疑是優選。
圖3：VY1…C 系列安規電容
2. AY1系列
如果你需要為汽車應用找一款具備同樣耐高溫、高濕，以及同樣出色的抗高壓脈衝能力的安規電容，Vishay 的 AY1 系列陶瓷電容是明智之選。該電容同樣經過了 85 °C / 85 % RH / 1000 h 的 THB Class IIIB 測試的考驗，而且通過了 AEC-Q200 車規認證，因此汽車應用中的高可靠性 EMI/RFI 抑制應用，別猶豫，就選這顆料！
圖4：AY1 系列安規電容
3. SMDY1系列
如果面對的設計對於小型化（特別是系統的高度）更為敏感，需要 SMD 封裝的安規電容，那麼 Vishay 的 SMDY1 系列陶瓷電容非常值得推薦——其最大本體厚度為 4 mm，遠低於插件型電容器。同時，SMDY1 系列允許採用回流焊工藝，能為工程師提供低輪廓和緊湊間距的PCB應用，與許多傳統的含鉛產品具有類似的功能。
圖5：SMDY1 安規電容
該系列產品容值最高可達 4700 pF，AC 額定電壓同樣達到了 X1，760 VAC/ Y1，500 VAC，DC 額定電壓為 1500 VDC，在行業內有出色的表現。
在可靠性方面，SMDY1 系列通過了 THB Class IIB 測試（85 °C / 85 % RH / 500 h），這樣的性能表現在同類的 SMD 安規電容中，也是先進的代表。
簡單小結一下，上面提到的三款安規電容之所以能夠“上榜”，不僅是因為其自身的電氣性能優異，更重要的是它們在應對複雜環境應用方面的傑出表現，特別是在 THB 高溫高濕測試方面表現極為搶眼。
順便提一句，這三者只是 Vishay 豐富安規電容產品組合中具有代表性的產品，在 Vishay 廣泛的安規電容產品組合中，為特定的應用選擇合適的電容器有時可能是一項乏味的任務。圖6展示了一個完整的“Vishay 安規電容選型指南”，按圖索驥，可以幫助你快速鎖定合適的安規電容產品。
圖6：安規電容選型決策樹
高溫聖手
除了安規電容，Vishay 的陶瓷電容產品線中還有一位不得不提的“高手”，與上面三位安規電容不同，它揚名立萬所憑藉的是其高溫特性。這位“高手”就是 Vishay 的 HOTcap® 電容器。
1. 耐高溫
在特殊的應用中，特別是汽車中的發動機控制單元、發動機傳感器保護、排氣系統、電源轉換器等應用，對於高溫特性的要求尤為嚴苛，這就要求在這些系統中承擔濾波等工作的電容器在這方面要有卓越的表現。
一般來說，對於車規級的陶瓷電容，最高工作溫度能夠達到 125℃ 就已經是相當不錯的表現了，而 Vishay 的 HOTcap® 電容器是一款在正常工作時長條件下，可以支持高達 175℃ 工作溫度的陶瓷電容，其在 500 小時內甚至可以耐受最高 200℃ 的高溫！這的確難能可貴。
圖7：HOTcap® 電容器出眾的高溫特性
2. 穩定性
除了高溫特性，HOTcap® 電容器的其它一些性能表現也是可圈可點。比如在穩定性方面，HOTcap® 系列的 C0G（NPO）電容（1類電容）在 -55℃ 到 200℃ 的溫度範圍內，電容溫度係數具有 ±30 ppm/K 的高穩定性；同產品系列的 X0U 電容（2類電容）在工作溫度範圍內電容容值的變化為 +22%/–56%，也能夠滿足 X7R 和 X9V 標準對於電容溫度係數的要求。
圖8：HOTcap® 電容器出色的穩定性
3. 高可靠
再有，由於 HOTcap® 電容器採用了帶引線的封裝形式，與 SMD 元件相比，對於機械應力和振動具有更強的耐受力，而且電容可以直接焊接（熔焊或軟釬焊）到端子上，這一特性在一些沒有 PCB 板的運用環境下，對於提升可靠性十分有益。
這幾個方面優勢綜合起來，HOTcap® 電容器的高溫、高穩定、高可靠性的特性，足以滿足甚至是超過了車規標準的需要，汽車應用的關鍵的崗位由它來值守，開發者大可放心。
總之，在 Vishay 陶瓷電容這條產品線上，可謂臥虎藏龍、高手輩出，今天在“龍虎榜”上題名的這四顆陶瓷電容，也是個個特點鮮明，通過這篇文章，它們的真本事，想必你已經get到了吧？
評論