Jump to content

    

Высоковольтная керамика в импульсном режиме

Вопрос был по "dU/dt"
В диодно-емкостном умножителе напряжения нет никаких запредельных "dU/dt" - на конденсаторах там практически постоянное напряжение с небольшими пульсациями.

X7R вполне нормально работают в умножителе, если выбирать рабочее напряжение с запасом (раза в два) и не допускать перегрева.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В диодно-емкостном умножителе напряжения нет никаких запредельных "dU/dt" - на конденсаторах там практически постоянное напряжение с небольшими пульсациями.

X7R вполне нормально работают в умножителе, если выбирать рабочее напряжение с запасом (раза в два) и не допускать перегрева.

Если не учитывать момент включения и момент перегрузок, то нет сильных пульсаций.

А если учитывать, то могут быть сильные токовые перегрузки и пульсации приличные.

А "dU/dt" будет, если подать на умножитель полное питание скачком.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
"dU/dt" будет, если подать на умножитель полное питание скачком.
Тогда бы он регулярно сгорал при включении питания. Он же сгорел при какой-то неведомой нам "нештатной" ситуации. Впрочем, КЗ выхода тоже может быть нештатной ситуацией.

А вообще, разработчику, который подает на конденсаторы питание скачком, лучше осваивать STM32 - это для здоровья полезнее.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ведите дорожку от вывода компонента до пистона не прямо, а зигзугом, или под прямым углом.

Интегральные безножечные (LGA, BGA и пр.) датчики очень чувствительны к механическим напряжениям (натяжке после остывания). А такой способ разводки снимает их на порядок.

Это действительно годный опыт, о котором вряд ли можно где-то прочитать, но которым хочется поделиться.

ЗЫ. Если есть интерес - можно затеять тему по монтажу датчиков. Там ещё много чего...

Поясните, пожалуйчта, что есть "пистон" в вашем тексте. Можно привести фрагмент платы?

Все то, что отсутствует в интернете представляет интерес. Особенно материалы, требующие большого времени и больших трудозатрат.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А вообще, разработчику, который подает на конденсаторы питание скачком, лучше осваивать STM32 - это для здоровья полезнее.

Это смотря где STM32 ставится :biggrin:

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Информация - только из практического опыта.

При переходе на бессвинцовку, были случаи, когда SMD компоненты после пайки становились колом. С отрывом металлизации от компонентов.

В моём микрокурятнике, были случаи аномального поведения датчиков от остаточных напряжений после пайки.

...skip...

 

А ведь X7R должен быть хорошим тензодатчиком, можно попытаться измерить механическое напряжение после пайки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А ведь X7R должен быть хорошим тензодатчиком, можно попытаться измерить механическое напряжение после пайки.

это как? По изменению емкости до и после пайки? Но там еще температурная зависимость довольно замысловатая и не факт, что механическое напряжение просто сдвинет эту температурную зависимость, а не поменяет ей форму.

Share this post


Link to post
Share on other sites
это как? По изменению емкости до и после пайки? Но там еще температурная зависимость довольно замысловатая и не факт, что механическое напряжение просто сдвинет эту температурную зависимость, а не поменяет ей форму.

Зачем?!, При деформации на керамике будет висеть заряд (ЭДС). Проблем конечно не мало, усилитель заряда, калибровка... Я лишь хочу сказать, что теоретически - возможно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а, ну вот уже объяснили выше

я процитирую

По типу используемого диэлектрика керамические конденсаторы можно поделить на два класса (таблица 3):

Класс 1 (Class 1) – конденсаторы с высокостабильным диэлектриком, имеющим высокую добротность, линейную температурную зависимость (диэлектрическая проницаемость εr меняется от 6 до 550). Примером таких конденсаторов являются NPO. Они применяются во времязадающих цепях и фильтрах, где основными требованиями являются низкие потери, высокая стабильность емкости и других параметров.

Класс 2 (Class 2) – конденсаторы с более высоким уровнем потерь и нелинейной зависимостью εr. Примером могут быть X7R, X5R и Y5V MLCC. Они используются как разделительные и блокировочные конденсаторы.

Электромеханический пробой. Данный тип пробоя характерен для конденсаторов 2 класса с полярным диэлектриком и не происходит в конденсаторах 1 класса. Диэлектрики керамических конденсаторов 2 класса имеют доменную структуру. При приложении внешнего напряжения происходит ориентация доменов. При этом происходит и некоторое увеличение геометрических размеров диэлектрика в направлении суммарного электрического поля. Если эти изменения происходят медленно, то возникающие миниатюрные механические напряжения разделены во времени и результирующее механическое напряжение не велико. Если же происходит быстрый рост напряжения dV/dt, то может произойти разрушение диэлектрика.

так что, если X7R на киловольтах трещит по швам, переходите на NP0

Edited by borodach

Share this post


Link to post
Share on other sites
А ведь X7R должен быть хорошим тензодатчиком, можно попытаться измерить механическое напряжение после пайки.
МСМ, не очень хорошим.

Вопрос, однако, в том, каким образом его можно использовать в качестве датчика напряжений после пайки?

 

Поясните, пожалуйчта, что есть "пистон" в вашем тексте.
Переходное соединение/отверстие (ПС). Которое является "якорем" линейных напряжений.

Расположив "якорь" рядом с выводом, и соединив его короткой прямой толстой дорожкой, создаём предпосылку для оных.

А вот изломав тонкую выводную дорожку под углом 45-90гр, пустив хотя бы по 1мм там, и там, снизим их на порядок.

 

Можно привести фрагмент платы?
Можно, но не прямо сейчас.

Думаю, из написанного выше, и так почти всё понятно.

 

Все то, что отсутствует в интернете представляет интерес. Особенно материалы, требующие большого времени и больших трудозатрат.
Датчики (инерциальные, температуры, влажности, давления и т.д.) весьма чувствительны к внешним факторам, в числе коих - механические напряжения.

Повторюсь - для обсуждения их правильного монтажа требуется отдельная тема. Здесь о конденсаторах речь.

--------------------------------------------------

 

По теме - сильные напряжения даёт бессвинцовка, вследствие жёсткости паянного соединения. Особенно при нарушении рекомендованного профиля нагрева.

Эвтектика (ПОС-61) позволяет делать монтаж керамических конденсаторов любого размера без каких-либо ухищрений, при условии пайки воздухом с предварительным подогревом. Даже прямо на полигоны.

 

Зачем?!, При деформации на керамике будет висеть заряд (ЭДС). Проблем конечно не мало, усилитель заряда, калибровка... Я лишь хочу сказать, что теоретически - возможно.
Мсм - трудно осуществить практически.

Хотя бы потому, что к образованию заряда на обкладках приведут лишь изгибные напряжения. А они могут быть плохо коррелированы с линейными.

Далее - рассасывания заряда, ещё в процессе остывания, через утечки.

Потом, пьезоэффект в X7R количественно весьма мал.

Ну, и, наконец, Вы говорите об испытаниях в лабораторных условиях.

На практике, обязательно возникнут условия, отличные от таковых.

 

Хотя, сам подход, мсм, заслуживает внимания. :)

 

PS. Если треснуло, и Вы уверены, что от подводимой мощности - изучите все Derating факторы конкретного изделия. Порой, там обнаруживаются чудеса.

Также, 2 параллельно включенных конденсатора половинной ёмкости, за равную или меньшую цену, существенно устойчивее одного на требуемую ёмкость.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Переходное соединение/отверстие (ПС). Которое является "якорем" линейных напряжений.

Расположив "якорь" рядом с выводом, и соединив его короткой прямой толстой дорожкой, создаём предпосылку для оных.

А вот изломав тонкую выводную дорожку под углом 45-90гр, пустив хотя бы по 1мм там, и там, снизим их на порядок.

Понятно, спасибо.

Также, 2 параллельно включенных конденсатора половинной ёмкости, за равную или меньшую цену, существенно устойчивее одного на требуемую ёмкость.
Попавшись на пъезоэффекте, поменял керамические конденсаторы на такие же, но с почти "плавающими" (flexiterm) контактами. При моих требованиях на удары проблема ушла.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
так что, если X7R на киловольтах трещит по швам, переходите на NP0

 

На самом деле чаще всего проблема не в электромеханических причинах разрушения керамики, а в термомеханических - при пробоях по поверхности и локальном перегреве ( http://www.vishay.com/docs/45058/hvarc.pdf ). Поскольку автор пишет из глубокого подполья, остаётся только гадать. Поскольку 1кВ, очевидно покрытия\заливки не было.

А так X7R и более дешёвые керамики вполне успешно используются в высоковольтных конденсаторах всех ведущих производителей. Проблемы механических напряжений решаются обычно конструкцией выводов (polymer termination у Vishay Vitramon, S- и L- выводы в SM серии Kemet и т.д.).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Проблемы механических напряжений решаются обычно конструкцией выводов (polymer termination у Vishay Vitramon, S- и L- выводы в SM серии Kemet и т.д.).
Весьма ценное дополнение.

Сам читал про SMD керамику с "мягкими" выводами, но использовать пока не было нужды.

 

 

Попавшись на пъезоэффекте, поменял керамические конденсаторы на такие же, но с почти "плавающими" (flexiterm) контактами. При моих требованиях на удары проблема ушла.
В сигнальных цепях, что ли?

Если так, X7R там лучше вообще не применять, благо есть альтернативы.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В сигнальных цепях, что ли?

Если так, X7R там лучше вообще не применять, благо есть альтернативы.

Да. В аналоговых фильтрах. Для альтернатив не было места. Совсем.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да. В аналоговых фильтрах. Для альтернатив не было места. Совсем.
Геометрического?

В X7R зависимость ёмкости от напряжения в полный рост встаёт, и выходной сигнал фильтра "обогащается" целым букетом нелинейных искажений.

Температурная зависимость ёмкости также сильно влияет на АЧХ/ФЧХ фильтра, особенно содержащего звенья с высокой добротностью.

 

--------

Для фильтров до 5 МГц предпочтительнее SMD плёнка.

У неё пьезоэффект не наблюдается совсем, и ТКЕ весьма мал.

Выше 5 МГц - NPO.

Тем, у кого хватает места. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now