電子行業最持久的趨勢之一是小型化。電力電子設計人員的目標是通過使用WBG半導體器件來提高轉換效率。WBG 器件可以在高開關頻率和高溫下工作。它們的使用可以減小無源元件的尺寸，帶來整體更緊湊的設計，并增加轉換器的功率密度，從而使小型化成為強制性的。WBG器件還以極高的電壓壓擺率運行，產生更多的高頻發射。

對于設計人員來說，滿足監管機構的排放要求變得越來越復雜，并且EMI 抑制電容器發揮關鍵作用。它們需要小型化，但同時滿足關鍵電氣和環境條件下的高可靠性要求。

如果電子元件要求越來越小型化，那么與最新市場趨勢相關的大多數應用都面臨著在惡劣環境條件下運行而不影響可靠性和長壽命的挑戰。

一個完美的例子是下面的車載充電器（OBC）應用。

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設計師需要確保他們的產品通過THB評估。排放認證遇到了一些挑戰。在板載充電器等一些應用中，輸入級需要許多EMI電容器來滿足發射要求。在這些應用中，空間總是有限的，設計人員正在尋找滿足AEC-Q200和THB最高等級要求的小型化電容器。

R53 在惡劣環境條件下的能力

電子行業中公認的有源和無源元件加速壽命測試標準是溫度-濕度-偏置（THB）測試，在交流或直流偏置條件下，其水平為85°C和85%相對濕度。多年來，各行各業（包括汽車、能源、消費和工業）的設計師一直使用該測試來確定其最終產品在惡劣氣候條件下運行長達 25 年的可靠性。最近，THB測試已被公認為EMI抑制膜電容器的IEC標準。電容器制造商必須指明其認證解決方案的THB類別。

下表顯示了每個IEC標準的不同溫度-濕度-偏差（THB）測試條件。

表 1：60384-14 Am. 1 Ed.4 固定電容器，.2 濕度魯棒性等級

表 2：電容、耗散因數和絕緣電阻要求

基美特R53 X2 系列超越以前的解決方案，符合 IEC-60384-14 濕度穩健性測試，符合 IIIB 類分類。R53 在其額定交流 （1 Vac） 和直流 （000Vdc） 電壓下，在 85°C 和 85% 相對濕度下的加速壽命測試中可實現 310，560 小時。

R53應用示例

在以下示例中，我們分析了 X2 額定電容器對 3 相 11 kW OBC 輸入 EMI 濾波器的要求。客戶設計了一個具有九個X2電容器的多級輸入EMI濾波器。

每個電容所需的電容為4.7 μF。在工作期間，施加在電容器兩端的電壓為 240 Vac，50 Hz。

工作期間，最高環境溫度為100°C，頻率為2 kHz時紋波電流為60 A。

由于需要高可靠性，客戶需要符合AECQ-200和THB IIIB級標準的解決方案。電容的容差要求為±10%。

另一個要求是游離或低鹵含量的解決方案。R53 X2 310 Vac 系列是此應用的理想選擇。更準確地說，PNR533R447000P2K滿足電容、容差要求，鹵素含量低。

要驗證 R53 解決方案的當前功能，客戶可以使用 KEMET 在線仿真工具，凱西姆.根據最壞情況的應用場景，環境溫度可以設置為100°C。

如下面的KSIM紋波電壓和電流圖所示，R533R447000P2K的紋波電流能力在2 kHz頻率和60°C環境溫度下超過了設計要求的100 A值。

此外，必須強調的是，R53解決方案占用的PCB面積比競爭對手的類似解決方案少25%。請參閱下面的比較圖。

總結

在上面的例子中，我們分析了R53系列如何以比競爭對手更小型化的尺寸滿足最高的THB等級。這些關鍵特性在電路板空間占用方面為設計人員帶來了顯著優勢。此外，R53 AEC-Q200 認證使該系列成為汽車應用的理想 EMI 抑制解決方案。

審核編輯：郭婷