TDK Electronics · TDK Europe

CeraLink Kondensatoren

TDK CeraLink capacitors

CeraLink® ist eine Familie sehr kompakter Kondensatoren zur Spannungsstabilisierung im Zwischenkreis. Sie eignen sich daher sowohl als Snubber- als auch als Zwischenkreiskondensatoren. Diese Produkte basieren auf PLZT-Keramik und wurden entwickelt, um Ingenieuren kompakte Komponenten zur Verfügung zu stellen, die für schnell schaltende Wandler, Wandler mit sehr engen Platzverhältnissen und Wandler, die hohen Betriebstemperaturen standhalten müssen, optimiert sind.


CeraLink auf einen Blick

TDK CeraLink Kondensatoren nutzen eine neue, patentierte antiferroelektrische Kondensatortechnologie. Die Kapazität des verwendeten Werkstoffs nimmt mit steigender Spannung zu. Dank dieser Eigenschaft eignen sich die CeraLink Produkte ideal für Snubber-Anwendungen. Aufgrund ihrer neu patentierten antiferroelektrischen Kondensatortechnologie steigt die Kapazität der TDK CeraLink Kondensatoren mit steigender Spannung an.

Capacitance to voltage

Capacitance to voltage

CeraLink Kondensatoren unterstützen dank ihrer sehr extrem geringen ESL- und ESR-Werte höhere Schaltfrequenzen und die Verwendung kostengünstigerer, robusterer Halbleiter (z. B. Hochgeschwindigkeits-IGBT statt MOSFET). Merkmale wie deutlich niedrigere Fertigungskomplexität, Chip-Bereiche, die häufig kleiner sind als bei Superjunction-MOSFETs, und hohe Schaltfrequenzen sorgen bei den neuesten IGBTs für ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Kosten einer solchen Lösung liegen ein Drittel niedriger als bei einer MOSFET-Lösung. Darüber hinaus können auch der Kapazitätswert der Kondensatoren, der Platz auf der Platine, die Magnete, der Kühlkörper usw. erheblich reduziert werden, so dass sich die Gesamtkosten der Lösung (TCS) um mehr als 40 Prozent senken lassen.

Bei ausschließlicher Verwendung zur Systemintegration reduzieren CeraLink Kondensatoren das Risiko, dass Halbleiter durch systembedingte Überspannungsspitzen beschädigt werden. Die Snubber-Funktion sorgt dafür, dass die Halbleiter stets im sicheren Bereich betrieben werden.

Neue, patentierte Systemlösung

Die mehrschichtige Konstruktion von CeraLink mit neu entwickeltem Keramikwerkstoff in Kombination mit inneren Kupferelektroden bietet klare Vorteile hinsichtlich Kosten und Leistung.

Vorteile

  • Deutliche Abnahme des ESR mit sinkender Temperatur
  • Extrem geringer ESL-Wert
  • Die Werkstoffeigenschaften der inneren Kupferelektroden sind von Vorteil für das hochfrequente Schalten bei geringen Verlusten, hohen Anstiegsgeschwindigkeiten und hohem Imax-Wert
  • Geeignet für Schaltfrequenzen bis über 1 MHz
  • Großer Betriebstemperaturbereich bis 150 °C (auch geeignet für SiC/GaN)
  • Verlustarm bei hohen Frequenzen
  • Unterstützt schnell schaltende Halbleiter
  • Unterstützt weitere Miniaturisierung der Leistungselektronik auf Systemebene
  • Extrem niedrige Kriechströme dank verwendeter Werkstoffe
  • Mit steigender Frequenz abnehmende dielektrische Verluste
  • Anschlüsse zum Löten oder für moderne Einpresstechnologie
  • Steigende Kapazität mit DC-Vorspannung bis zur Betriebsspannung
  • Kompaktes Gehäuse mit Optionen für typische Leistungsmodule für Anwendungen in Industrie und Automobilbau
  • Spezialausführungen für die Integration in Leistungsmodule (IGBT/MOSFET/SiC)

Merkmale

  • Hohe Kapazitätsdichte
  • Extrem niedriger ESR und geringe ESL
  • Hohe Stromdichte, effektive Verringerung der Restwelligkeit
  • Effektive Kapazität erhöht sich mit steigender Spannung
  • Für vorübergehende Verwendung bei hohen Temperaturen geeignet
  • Verlustarm bei hohen Frequenzen
  • Unterstützt schnell schaltende Halbleiter
  • Unterstützt weitere Miniaturisierung der Leistungselektronik auf Systemebene

Spezifikationen

  • Isolationswiderstand: >1 GΩ sehr hoch, dadurch sehr geringe Kriechströme, insbesondere bei hohen Temperaturen
  • ESL<3,5 nH und somit extrem niedrig
  • Betriebstemperatur -40 °C bis +125 °C (kurzzeitig bis +150 °C), dadurch auch für SiC und GaN geeignet

Portfolio

TDK CeraLink Kondensatoren stellen eine extrem kompakte Lösung für Snubber und DC-Links schnell schaltender Wandler auf Basis von SiC- und GaN-Halbleitern dar. Die neuen Kondensatoren basieren auf dem Keramikwerkstoff PLZT (Blei-Lanthan-Zirconium-Titanat). Im Gegensatz zu herkömmlichen Keramikkondensatoren erreicht CeraLink die maximale Kapazität bereits bei Anliegen der Anwendungsspannung; der Anstieg erfolgt proportional zum Anteil der überlagerten Wechselspannung.

Es sind drei Ausführungen erhältlich

LP (niedrige Bauhöhe)

CeraLink capacitors, LP (low profile)

Baureihe mit Kapazitäten von 0,25 µF bis 1 µF und Nennspannungen zwischen 500 V DC und 900 V DC

SP (Lötstift)

CeraLink capacitors, SP (solder pin)

Baureihe mit Kapazitäten von 5 µF bis 20 µF und Nennspannungen zwischen 500 V DC und 900 V DC

FA (Flex-Assembly)

CeraLink capacitors, FA (flex assembly)

Baureihe mit Kapazitäten von 0,25 µF bis 10 µF und Nennspannungen zwischen 500 V DC und 900 V DC

Ceralink bietet extrem niedrige ESL-Werte unterhalb von 2 nH.

Die Kondensatoren sind auf einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +150 °C ausgelegt.

Anwendungen

  • Ausgelegt auch für Hochspannungs-Halbleitertechnik bis 1200V/1300V, industrielle Stromrichter und Wechselrichter.
  • DC Link-/Snubber-Kondensatoren für Stromrichter und Wechselrichter

Merkmale

  • Hohe Ripplestrom-Belastbarkeit
  • Niedrige äquivalente Serieninduktivität (ESL)
  • Niedriger äquivalenter Serienwiderstand (ESR)
  • Geringe Leistungsverluste
  • Geringe dielektrische Absorption
  • Optimiert für hohe Frequenzen bis zu mehreren MHz
  • Steigende Kapazität mit DC-Vorspannung bis zur Betriebsspannung
  • Hohe Kapazitätsdichte
  • Minimierte dielektrische Verluste bei hohen Temperaturen
  • Hohe Zuverlässigkeit

Aufbau

  • RoHS-konforme PLZT-Keramik (Blei-Lanthan-Zirconium-Titanat)
  • Innere Kupferelektroden
  • Äußere Silberelektroden
  • Silberbeschichteter Kupferbleirahmen
  • Klebstoff auf Epoxidharzbasis

Grafiken

Hervorragende ESR-Werte bei hohen Temperaturen

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Äquivalenter Serienwiderstand bei Nennspannung

Geringe Kriechströme (Isolierung), hohe Alterungsbeständigkeit

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Eine wichtige Kenngröße für die Leistungselektronik ist die Selbstentladungszeitkonstante und deren Temperaturabhängigkeit. Hohe Werte selbst bei hohen Temperaturen minimieren das Risiko einer thermischen Instabilität (Thermal Runaway). Der in CeraLink Kondensatoren verwendete Keramikwerkstoff ist aufgrund seiner Struktur herkömmlichen Keramiksystemen überlegen, so dass hervorragende Alterungseigenschaften zu erwarten sind.

Hohe Strombelastbarkeit mit und ohne Kühlung
 

 pic-ceralink-chart-3-cooling-data

Diese Messung wurde bei +85 °C Umgebungstemperatur durchgeführt. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der Kupferelektroden können CeraLink Kondensatoren sehr effektiv gekühlt werden. Der zulässige Strom wird nur durch die Gerätetemperatur begrenzt. Auch ohne Zwangskühlung (kein Luftstrom, kein Kühlkörper) ist es möglich, mehrere A/µF anzulegen.


Anwendungen

Zielanwendungen für CeraLink Kondensatoren

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Schaltungsprinzip

 pic-ceralink-appl-1-circuit-data


Datenblätter & Suche

PDF Bau­form Nominal­kapazität (µF) bei Betriebs­spannung Nenn­spannung (V DC) Betriebs­spitzen­spannung (Max.) (V DC) Betriebs­strom (105 °C) (ARMS) Anschlüsse Typ
FA2,  FA3,  FA10 >0.5 - >10.0 500 - 900 650 - 1300 7 - 38 SMD with lead frame 0.5 μF, 900 V - 10 μF, 500 V
LP J-style,  LP L-style >0.5,  >0.25,  >1.0 500 - 900 650 - 1300 5 - 10 SMD with lead frame 0.5 μF, 700 V,  0.25 μF, 900 V,  1 μF, 500 V
new
SMD 2220 Soft,  SMD 2220 Standard 0.25 500 650 4.6 SMD, soft termination,  SMD, standard termination 0.25 µF, 500 V
SP >5.0,  >10.0,  >20.0 500 - 900 650 - 1300 24 - 32 Solder pin 5 μF, 900 V,  10 μF, 700 V,  20 μF, 500 V

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