陶瓷电容性能与结构能介绍下吗?
电容种类一般可大致分为陶瓷电容、电解电容、钽电容三种。根据其特点及发挥的作用分布在主板的不同位置。而电源部分所使用的电解电容和CPU附近的陶瓷电容对整块主板稳定性影响是最大的。在电源部分所使用的电解电容可以对外接电源所提供的电流进行第一波过滤,CPU及内存旁边的陶瓷电容则可以进行第二波过滤,再配合以钽电容,可以在最大程度上保持电流的纯净,进而保障系统的稳定。
电解电容器电解电容是一种介质为电解液涂层有极性,由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质。电解电容特性为成本相对比较低,且单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍,电解电容具高容值及低成本的优势,但缺点是ESR(内电阻)大及有浆爆风险。
电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属(ValveMetal)的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质,并以电解质作为阴极而构成的电容器。电解电容器的阳极通常采用腐蚀箔或者粉体烧结块结构,主要有铝电解电容器(Aluminium Electrolytic Capacitor)和钽电解电容器(Tantalum Electrolytic Capacitor)。
铝质电解电容是电容中使用最广泛的一种,也是发展成熟的产品,优点是静电容量大且价格便宜,应用在声音、影像或产生动作效果之电子及电机产品,包含资讯工业、通讯工业、军事及消费性电子产品。但是铝质电解电容易受温度影响,电容量不稳定,RF高频性能不佳,以及容易乾化及漏电解液等缺点。国内外供应商包括日系Nippon Chemi-con、Nichicon、Rubycon、Panasonic、Sanyo Electric为代表,国内主重要的厂商有立隆电、智宝、金山电、日电贸、奥斯特、凯美等被动元件业者。
钽质电解电容器可视为是铝质电解电容器的进阶产品,其与铝质电解电容相比有许多优势,如较小的体积、低漏电值、低散溢特性、低 ESR值、及在高温下有更稳定的容量和更长的寿命,但却有突破电压、逆电压等无持久性,不不耐机械冲击的缺点。钽质电解电容生产商包括: KEMET、AVX、ELNA等。
铝质电容与钽质电容比较:
项目 容值额定电压 工作温度范围 稳定性高频特性漏电流价格 承受浪涌能力温度特性
铝电容 大 高小 低差 大 低好差
钽电容 小 低大 高好 小 高差好
铝电容的额定电压、容量可以做很大,但频率与温度特性差,在高频与高温情况下,容质会变小,所以铝电容适合用於滤除低频杂讯。钽电容的额定电压、容量小,但频率与温度特性好。铝电容容量大,钽电容容量小,所以对於大电流变化的电路,如功放电源滤波,适合采用铝电容。
陶瓷电容器陶瓷电容可分为单层及多层陶瓷电容器,多层陶瓷电容器(MLCC,也称积层陶瓷电容)因具有体积小、电容量大、高频使用时损失率低、适合大量生产、价格低廉及稳定性高等特性,在一切讲求轻、薄、短、小产品化的发展趋势及表面黏著技术(SMT)应用日益普及下,发展空间较单层陶瓷电容大。
MLCC其电容值含量与产品表面积大小、陶瓷薄膜堆叠层数成正比。近年来由於陶瓷薄膜堆叠技术越来越进步,电容值含量也越来越高,逐渐取代中低电容,如电解电容和钽质电容的市场应用,加上MLCC可以透过SMT直接黏著,生产速度比电解电容和钽质电容更快,因此陶瓷基层电容的市场发展越来越受重视,是发展相当快速的电容器产品,主要供应商包括:日系Murata Mfg、Kyocera、TDK、Taiyo Yuden、Panasonic,及国内国巨、华新科、禾伸堂、天扬、蜜望实、 达方,与大陆风华高科。
陶瓷电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质,在电介质的表面印刷电极浆料,经低温烧结制成。陶瓷电容器的外形以片式居多,也有管形、圆片形等形状,陶瓷电容器的损耗因子很小,谐振频率高,但其缺点是单位体积的容量较小
瓷片电容技术的发展历程:1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容;30年代末人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介质电容;1940年前后人们发现了现在的瓷片电容技术参数的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后,开始将瓷片电容技术参数使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中
1960年左右陶瓷叠片电容作为商品开始开发
1970年,随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来,瓷片电容成为电子设备中不可缺少的零部件,而其中技术参数也是学者们研究的重点
现在的陶瓷介质电容的全部数量约占电容市场的70%左右
因为陶瓷介质电容的绝缘体材料主要使用陶瓷,其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠
陶瓷材料有几个种类
自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后,高介电系数的PB(铅)退出瓷片电容技术参数领域,现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等
和其它的电容相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点
由于原材料丰富,结构简单,价格低廉,而且电容量范围较宽(一般有几个PF到上百μF),损耗较小,电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整
瓷片电容技术参数品种繁多,外形尺寸相差甚大从0402(约1×0.5mm)封装的贴片电容到大型的功率瓷片电容
按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体瓷片电容;按无功功率大小可分为低功率、高功率瓷片电容;按工作电压可分为低压和高压瓷片电容;按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等
瓷片电容的分类:瓷片电容技术参数从介质类型主要可以分为两类,即Ⅰ类瓷片电容技术参数和Ⅱ类瓷片电容技术参数
Ⅰ类瓷片电容技术参数(ClassⅠceramiccapacitor),过去称高频瓷片电容技术参数(High-freqencyceramiccapacitor),是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容
它特别适用于谐振回路,以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿
Ⅱ类瓷片电容技术参数(ClassⅡceramiccapacitor)过去称为为低频瓷片电容技术参数(Lowfrequencycermiccapacitor),指用铁电陶瓷作介质的电容,因此也称铁电瓷片电容技术参数
这类电容的比电容大,电容量随温度呈非线性变化,损耗较大,常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中
常见的Ⅱ类瓷片电容技术参数有:X7R、X5R、Y5V、Z5U其中:X7R表示为:第一位X为最低工作温度-55℃,第二位的数字7位最高工作温度+125℃,第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%;X5R表示为:第一位X为最低工作温度-55℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%;Y5V表示为:第一位Y为最低工作温度-30℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母V为随温度变化的容值偏差+22%,-82%±15%
Z5U表示为:第一位Z为最低工作温度+10℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%,-56%
什么是瓷片电容?瓷片电容是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器
通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路的电容器及垫整电容器,按容量分为可调堦的可变电容器及和容量固定的固定电容器
瓷片电容按频率分为高频瓷片电容和低频瓷片电容
高频瓷片电容体积小、稳定性高、高频特性好、损耗小(tgδ瓷片电容有什么特点呢?高频电容,容量小;频率高;损耗小;工作稳定
低频电容,体积小;容量大;耐电压高;价格低
瓷片电容的作用瓷片电容MLCC(1类)微型化,高频化,超低损耗,低ESR,高稳定,高耐压,高绝缘,高可靠,无极性,低容值,低成本,耐高温,主要应用于高频电路中
瓷片电容MLCC(2类)微型化,高比容,中高压,无极性,高可靠,耐高温,低ESR,低成本
主要应用于中,低频电路中作隔直,耦合,旁路和滤波等电容器使用
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1、材质不同
陶瓷电容无极性,电解电容有极性。
2、容量不同
陶瓷电容的容量一般较小,电解电容的容值可以做得很大。
3、用途不同
陶资电容一般用于信号源滤波,而电解电容一般用于电源部分。
作用:
电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~33000μF,额定工作电压范围为6.3~700V。其缺点是介质损耗、容量误差较大(最大允许偏差为+100%、-20%),耐高温性较差,存放时间长容易失效。
陶瓷电容高频特性好,多用于高频电路。瓷片电容可滤除高频纹波,故可用作高通滤波。瓷片电容可用于纯交流电路。
参考资料来源:百度百科-陶瓷电容
参考资料来源:百度百科-电解电容
电解电容与瓷片电容的区别:
一、介质不同
1、电解电容:用氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)作电介质。
2、瓷片电容:用陶瓷材料作介质。
二、原理不同
1、电解电容:金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成。
2、瓷片电容:在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。
三、容量不同
1、电解电容:电容量大。
2、瓷片电容:电容量比较小。
四、用途不同
1、电解电容:通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用
2、瓷片电容:用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
扩展资料
铝电解电容器的类型:
1、引线型铝电解电容器。
2、牛角型铝电解电容器。
3、螺栓式铝电解电容器。
4、固态铝电解电容器。
电解电容的特点:
1、单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍。
2、额定的容量可以做到非常大,可以轻易做到几万μf甚至几f(但不能和双电层电容比)。
3、价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对比较低。
参考资料来源:百度百科-电解电容
参考资料来源:百度百科-瓷片电容
2、额外的串联组织符合于高电压极持久运行靠谱性
3、容量损耗会因而温度频度具高稳定性
瓷片电容在使用时应注意的是需要按照清晰用时工作状况和环境要求,采用适当的型号,其关键参数需满足线路行使条件:1、关于做耦合电路、电工电子中的旁路、滤波的电子元器件中,常常考虑微型化材料低价格是首要的,而对耗费和容量的热度稳定性需求比较低,通常可采用2类瓷介电容器,其容量采取限度较宽
2、在高频率简谐振动,除需求电容器消耗小外,还需要容量有优良的温度稳固性,一般使用到1类瓷介电容,此时CH特质亦叫做零温度系数产品,其容量基本不会因热度而改变,但其容量仅在几PF到几百PF范围
瓷片电容和其他电容对比,差异之处关键是瓷片电容器按照原料不同有很多不同的温度分组,其特点和容量限度即有比较大的分别
其包含X电容和Y电容两款类别,x电容是等电位连接在电力线两线当中的电容器,通常采取金属化膜电容器;Y电容是区别等电位连接在电力线两线当中的电容器,通常是一队呈现
根据漏电流的制约,Y电容量不可很大,通常X电容在超滤级,Y电容是纳滤级
X电容器抑制差模干预,Y电容器抑制共模干预
瓷片电容器:是陶瓷做材料
在陶瓷产品正反面喷涂镀银,继而烧成银做聚酯薄膜,用极板做成
瓷片电容特质是:产品小、受热能力强、固有损耗小、不过可适用容量小,可用在高频电路
薄膜电容器:构造是盒装形状,材质是聚酯纤维和普通聚苯乙烯
材质是聚酯纤维的物理数值较高,外型小、但容量大、适合做旁路滤掉的电容
普通聚苯乙烯的电容器,材质消耗小、直流电阻高,但温度系数大,可用于高频电路中
总而言之,长时间负责电子设备等关于电容器的知识就很重要了
所谓电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电,
当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和
夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。电容的用途非常多,主要有如下几种:
1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路
4.滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用。
5.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。
参考资料:baidu