探究50V μF级MLCC电容在24V/28V工况下短路的原因

大家有没有遇到过在24V、28V电源下，储能电容用耐压50V的μF级MLCC电容，但电容发生短路的情况，最近几个月以来，已有三四起为此事来找我咨询的设计师了。

平板电容的计算公式如下：

ε是介电常数，S是极板的相对面积，d是极板之间间距，4πk是常数

要想获得大容值的电容，则ε↑、S↑、d↓均可。但从MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors）的名字中就可以看出来，介质为陶瓷，ε已经不能变了。只能在S、d上做文章了。于是，电容厂家有了一个办法，设计出了层叠式结构（下图）：

这样的话，平板电容里的两个极板各只有一面能发挥作用，S有了较大浪费；而采用MLCC的层叠式结构，每个极板的两面几乎全能用上，则计算公式中的S增大到了近2倍；而且，通过减小极板间距，C值会变大；极板间距小了还可以多增加几层，就增大了极板面积，也会使容值增大。

但是，极板间距小了，E=U/d，d变得很小，即使极板间电压稍稍增加一点点，则E岂不是会增大很多，陶瓷介质变得很薄，容易被变大的E击穿。

因此，得出一个结论：

大容值的MLCC电容，耐电压击穿电压波动能力其实是比较弱的，再加之电容生产过程的陶瓷介质片的厚度一致性难控制问题，电压波动、上电浪涌电压等场合下，MLCC电容被击穿也就在所难免了。

解决办法：

大容值的MLCC电容选择封装尽量大一点，间距可以做大点，耐电压波动能力强一点；

用多个小容值高耐压MLCC电容并联实现大电容高耐压的应用。

当然如果能换成铝电解电容、钽电解电容，则可以避开MLCC的这个问题，不过那两种电容也不是省油的灯，但是本文MLCC的这个问题就没了呀。

审核编辑：黄飞