節(jié)省空間的HVArc Guard電容器適用于無(wú)源緩沖電路

很多無(wú)源器件都可以用來(lái)制造無(wú)源緩沖電路，用于吸收功率開關(guān)電路中電抗的能量。緩沖電路可以鉗位脈動(dòng)噪聲，或者減少關(guān)斷時(shí)的功率損耗，其另一個(gè)應(yīng)用是減少峰值開關(guān)電壓。緩沖電路對(duì)于提高大多數(shù)開關(guān)半導(dǎo)體電路的效率都是至關(guān)重要。

在設(shè)計(jì)緩沖電路時(shí)，有幾種不同的無(wú)源器件可供選擇。如在高脈沖的應(yīng)用中，薄膜聚丙烯電容器常常被用作控制電壓上升速率(dV/dt)的緩沖電路。在設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)的高電壓MLCC電容器(多層陶瓷電容器)同樣可以當(dāng)作緩沖電路來(lái)使用，將電壓鉗位到某個(gè)固定水平上。MLCC電容器也可以用來(lái)鉗位有害的瞬態(tài)電壓。這些電容器都可以鉗位雙極管或MOS管等半導(dǎo)體開關(guān)器件上有害的瞬態(tài)電壓。

這些電容器的缺點(diǎn)是尺寸較大。薄膜電容器帶有引腳，并需要在電路板上進(jìn)行通孔安裝，會(huì)占用很大的電路板空間。迄今為止，390pF、1kV的高壓MLCC電容器只有1812尺寸的產(chǎn)品。

新的HVArc Guard高壓MLCC電容器就沒有這些限制。這種電容器將高擊穿電壓、低阻抗和寬工作頻率范圍特性集于一身，而尺寸則只有0805大小。設(shè)計(jì)工程師可以在保持各種中、高壓緩沖電路相同的電容量和電壓等級(jí)的同時(shí)，減少電容器的占板空間。

小尺寸的好處

HVArc Guard表面貼裝MLCC電容器的尺寸很小，非常適合緩沖電路。對(duì)應(yīng)用中需要緩沖電容器或電容器的高壓逆變器部分，這種電容器的高電壓擊穿性能尤其有用。事實(shí)上，HVArc Guard MLCC電容器的擊穿電壓比類似的標(biāo)準(zhǔn)高壓電容器高兩倍以上。

優(yōu)良的浪涌抑制能力

Vishay對(duì)HVArc Guard電容器進(jìn)行了一系列的浪涌測(cè)試，基本的浪涌波形如下。施加到HVArc Guard電容器上的脈沖的上升時(shí)間只有2μs。

在X7R和NP0 HVArc Guard電容器上的浪涌測(cè)試結(jié)果見下表。
波形 C0G(N0P)HVArc Guard X7R HVArc Guard
1.2μs×50μs 1650V 500V
10μs×700μs 1800V 1200V
10μs×160μs >1500V 1200V

用HVArc Guard設(shè)計(jì)緩沖電路

在功率電路的開啟和關(guān)斷循環(huán)過(guò)程中，常用簡(jiǎn)單的無(wú)源R-C緩沖電路來(lái)消耗能量和鉗位電壓。例如，在采用高壓MOSFET做為開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用中，在MOSFET工作期間會(huì)產(chǎn)生漏源極電壓階躍這樣的快速變化，這些變化會(huì)在MOSFET的柵極產(chǎn)生電壓瞬態(tài)噪聲。在源漏極之間接上一個(gè)電容器做為緩沖器，可以旁路掉有害的開關(guān)噪聲。

在這些應(yīng)用中，HVArc Guard MLCC電容器所需的占板面積要比標(biāo)準(zhǔn)的高壓電容器少得多。下圖是用于圖騰柱式MOSFET電路的緩沖電路示例。