¿Por qué los fabricantes desaconsejan encarecidamente el uso de condensadores X7R en aplicaciones de filtrado de señales de CA y de red?

Question

Recientemente he visto notas en las hojas de datos de los fabricantes de condensadores Kemet y AVX que recomiendan a los diseñadores no utilizar condensadores X7R para aplicaciones en las que se colocarán a través de la red eléctrica o se utilizarán para filtrado de red. De AVX:

Los condensadores con dieléctrico X7R no están destinados a aplicaciones en redes de alimentación de CA o filtrado de líneas de CA con inversión de polaridad.

P1) ¿Por qué se hace esta recomendación? Las hojas de datos no entran en detalles, y no he visto notas de aplicación ni libros blancos que expliquen adecuadamente la cuestión.

P2) ¿En qué condiciones de CA es correcto utilizar condensadores X7R a través de señales de CA? ¿Su idoneidad se basa simplemente en tener una fuente de corriente limitada/alta impedancia?

Answer 1

Q1) Los condensadores X7R son de Clase 2. Los condensadores cerámicos de clase 2 son ferroeléctricos y contienen dipolos. Los dipolos se agrupan en dominios donde apuntan en la misma dirección. La aplicación de un campo eléctrico (tensión alterna o continua) obligará a los dipolos de los dominios a intentar alinearse con el campo. Este movimiento de los dipolos en el dominio causa una liberación de energía en forma de calor a lo largo de las paredes de cada dominio. La inversión completa de la polaridad del campo (voltaje CA) generará la mayor cantidad de calor porque los dipolos tienen que invertir completamente su dirección cada vez. La aplicación continua de esta condición calentará el componente hasta que acabe fallando. Es muy similar a las pérdidas por histéresis en un núcleo ferromagnético.

P2) Las condiciones en las que esto no provocará un fallo son difíciles de definir, razón por la cual los fabricantes evitan completamente la situación y ponen la afirmación que mencionas en sus hojas de datos. Es una función de la frecuencia, el voltaje, el tamaño de la huella y la construcción física del condensador. Es particularmente malo por debajo de 1kHz porque esto da tiempo a los dipolos a voltear con cada inversión de polaridad y acumular calor. A frecuencias más altas, es más difícil que los dipolos giren lo suficientemente rápido y, como resultado, se genera menos calor. De nuevo, es difícil para ellos definirlo claramente de forma que puedan garantizar que no se produzcan fallos. Así que simplemente no lo recomiendan.

Answer 2

Tiene que ver con la seguridad y con poder superar las normas UL u otras normas de seguridad. Véase aquí:

Condensadores X e Y