KEMET高压U2J介质SMD MLCCs：高效能电容解决方案

引言

在当今电子设备不断向高性能、小型化发展的背景下，对于电子元件的性能和可靠性提出了更高的要求。特别是在高AC电流谐振应用，如电动汽车的LLC谐振转换器和无线电力传输电路中，需要一款能够满足高效能转换需求的电容产品。KEMET的Class I U2J高压系列表面贴装多层陶瓷片式电容器（SMD MLCCs）正是为此而生。

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一、产品概述

KEMET的这款Class I U2J高压系列SMD MLCCs，专为满足高AC电流谐振应用的不断增长需求而设计。像电动汽车中的LLC谐振转换器和无线电力传输电路这类应用，对电容的性能要求极高。该系列电容采用了KEMET专有的U2J介质，为设计者提供了一种表面贴装解决方案，具有极低的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL），以及非常高的AC电流能力。这意味着在使用过程中，能够将i²R热损耗降至最低，从而实现更高效率的功率转换。

二、产品优势

2.1 汽车级认证

该电容通过了AEC - Q200汽车级认证，这表明它能够满足汽车电子领域对零部件严格的质量和可靠性要求，可应用于汽车的各种关键系统中。

2.2 高纹波电流能力

具备非常高的纹波电流能力，能够在复杂的电路环境中稳定工作，承受较大的电流波动，保证电路的稳定性。

2.3 低ESR和ESL

极低的ESR和ESL使得电容在高频电路中具有出色的性能表现，能够有效降低能量损耗，提高电路的效率和响应速度。

2.4 高电容稳定性

在额定电压下，能够保留超过99%的标称电容值。而且，其电容随温度的变化具有可预测性和线性，电容变化率在 - 750 ±120 ppm/°C 范围内，工作温度范围为 - 55°C 至 +125°C，能适应较为恶劣的工作环境。

2.5 环保合规

产品符合无铅（Pb）、RoHS和REACH标准，这不仅符合环保要求，也满足了全球各地对电子产品环保法规的要求。

三、应用领域

3.1 宽禁带（WBG）系统

在宽禁带半导体（如碳化硅SiC和氮化镓GaN）系统中，该电容能够发挥其高频性能优势，为系统提供稳定的电容支持。

3.2 电动汽车领域

无论是电动汽车的驱动系统还是充电系统，都对电容的性能和可靠性有很高的要求。这款电容的高电压、高电流能力以及良好的温度稳定性，使其非常适合应用于这些场景。

3.3 无线充电

在无线充电电路中，需要电容具备高效的能量转换和传输能力。该电容的低损耗特性能够提高无线充电的效率，减少能量损失。

3.4 电源转换器和逆变器

在电源转换器和逆变器中，电容用于平滑电压、滤波等功能。该电容的低ESR和ESL能够有效提高这些电路的性能和效率。

四、订购信息

4.1 型号解读

以“C3640C153JGJACAUTO”为例，各个字母和数字都有其特定的含义。“C”代表陶瓷，“3640”是尺寸规格（L"xW"），“C”表示标准系列，“153”是电容代码（对应15,000 pF），“J”表示电容公差（±5%），“G”表示额定电压为2,000 VDC，“J”表示U2J介质，“A”表示失效速率/设计相关，“C”表示100% Matte Sn端接镀层，“AUTO”表示汽车级7" 卷带包装。

4.2 包装选项

不同的包装类型和等级有相应的订购代码（C - Spec）。例如，商业级有7" 卷带/无标记（TU）、13" 卷带/无标记（7210）等选项；汽车级有7" 卷带（AUTO）、13" 卷带/无标记（AUT7210）等选项。需要注意的是，汽车级包装不支持激光标记，如果有此需求，需联系KEMET获取详细信息。

五、产品性能与可靠性测试

5.1 各项测试条件

产品经过了一系列严格的性能和可靠性测试，如板弯曲测试（Board Flex）、可焊性测试（Solderability）、温度循环测试（Temperature Cycling）、偏压湿度测试（Biased Humidity）、高温寿命测试（High Temperature Life）、存储寿命测试（Storage Life）、振动测试（Vibration）、机械冲击测试（Mechanical Shock）和耐溶剂测试（Resistance to Solvents）等。

5.2 测试结果要求

在各项测试中，都有明确的测试条件和结果要求。例如，板弯曲测试要求无机械损伤迹象；可焊性测试要求端接处95%覆盖且无浸出；温度循环测试后电容、损耗因数（DF）和绝缘电阻（IR）需保持初始极限等。这些测试确保了产品在不同环境和工况下都能保持稳定可靠的性能。

六、焊接与存储建议

6.1 焊接工艺

推荐采用回流焊工艺，且建议对元件进行预热以避免极端热应力。KEMET针对不同的端接镀层（SnPb和100% Matte Sn）给出了具体的回流焊推荐参数，包括预热/浸泡温度、升温速率、液相温度、高于液相时间等。这些参数是基于IPC/JSTD - 020标准制定的，在这些条件下，元件最多可承受三次回流焊。

6.2 存储条件

陶瓷片式电容器应存储在正常工作环境中。高温、高湿度、腐蚀性气氛和长期存储会降低其可焊性，同时高温还可能导致包装材料损坏。KEMET建议最大存储温度不超过40°C，最大存储湿度不超过70%相对湿度，并尽量减少温度波动以避免部件上出现冷凝现象，存储环境应无含氯和含硫化合物。为保证最佳可焊性，芯片库存应在收到后1.5年内使用。

七、总结

KEMET的Class I U2J高压系列SMD MLCCs凭借其卓越的性能、广泛的应用领域和严格的质量认证，为电子工程师在设计高AC电流谐振应用电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师可以根据具体的电路需求，合理选择电容的型号和包装，同时严格遵循焊接和存储建议，以确保产品的性能和可靠性。大家在使用过程中遇到任何问题，欢迎一起交流探讨。