贴片电容选用一般规则有哪些?
MLCC(片状多层陶瓷电容)现在已经成为了电子电路最常用的元件之一.MLCC表面看来,非常简单,可是,很多情况下,设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方.以下谈谈MLCC选择及应用上的一些问题和注意事项.
1、MLCC虽然是比较简单的,但是,也是失效率相对较高的一种器件.失效率高,一方面是MLCC结构固有的可靠性问题,另外还有选型问题以及应用问题.
由于电容算是“简单”的器件,所以有的设计工程师由于不够重视,从而对MLCC的独有特性不了解.在理想化的情况下,电容选型时,主要考虑容量及耐压两个参数就够了.但是对于MLCC,仅仅考虑这两个参数是远远不够的.
2、对于入门不久的设计工程师,对元件规格的数序(E12、E24等)没概念,会给出0.5uF之类的不存在的规格出来.即使是有经验的工程师,对于规格的压缩也没概念.比如说,在滤波电路上,原来有人用到了3.3uF的电容,他的电路也能用3.3uF的电容,但他有可能偏偏选了一个没人用过的4.7uF或2.2uF的电容规格.不看厂家选型手册选型的人,还会犯下面这种错误,比如选了一个0603/X7R/470pF/16V的电容,而事实上一般厂家0603/X7R/470pF的电容只生产50V及其以上的电压而不生产16V之类的电压了.
3、另外注意片状电容的封装有两种表示方法,一种是英制表示法,一种是公制表示法.美国的厂家用英制的,日本厂家基本上都用公制的,而国产的厂家有用英制的也有用公制的.一个公司所用到的电容封装,只能统一用一种制式来表示,不能这个工程师用英制那个工程师用公制.否则会搞混乱
4、另外,设计工程师除了要了解MLCC的温度性能外,还应该了解更多的性能.比如Y5V介质的电容,虽然容量很大,但是,这种铁电陶瓷有一个缺点,在就是其静态容量随其直流偏置工作电压的增大而减少,最大甚至会下降70%.比如一个Y5V/50V/10uF的电容,在50V的直流电压下,其容量可能只有3uF!
5、不同的材质的频率特性也不同.设计师必须了解不同材质的不同频率特性.比如C0G(又称高频热补偿型介质)的高频特性好,X7R的次之,Y5V的差.在做平滑(电源滤波)用途时,要求容量尽量大,所以可用Y5V电容,也就是说,Y5V电容可以取代电解电容.
6、一般说MLCC的ESL(等效串联电感)、ESR(等效串联电阻)小,是相对于电解电容(包括钽电解电容)而言的.事实上,高频时,MLCC的ESL、ESR不可以忽略.一般C0G电容的谐振点能达上百MHz,一般X7R电容的谐振点能达几十MHz,而Y5V电容的谐振点仅仅是数MHz甚至不到1MHz.谐振点意味着,超过了这个频率,电容已经不是电容特性了,而是电感特性了.如果想使MLCC用于更高频率,比如微波,那么,就必须用专门的微波材料和工艺制造的MLCC.微波电容要求ESL、ESR必须更小.
简单说一下吧,先看懂电容手册
首先。要确定你要用的电容的数值,比如耐压,容量。
你实际使用直流电压的1.2倍不能超过额定耐压
容量根据电流计算,一般低压部分1A=1000uF,高压开关电源的话,400V电容一般1W=1uF。这是经验值,可以略低一些。
开关电源的输出,以及数字电路的旁路,请选用高频低阻抗品。
容量低于4.7UF,请选用薄膜类电容
还有就是看体积,以及产品的使用耐温情况来选定电容的型号了
还有就是看品牌,这展开就太宽泛了,以后再讲。
可以看看手册,里面有很多有意思的东西
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%
331为330pF=0.33nF=0.00033μF
68为68pF
682为6800pF=6.8nF=0.0068μF
5为5pF
附:小瓷片、涤纶电容的标识含义(给你学习)
1F(法)=1000000 μF(微法),即106μF(微法)
1μF(微法)=1000 nF (纳法),即103nF(纳法)=1000,000 pF (皮法)
1nF (纳法) =1000 pF (皮法) ,即103pF(皮法)
104表示为:10,0000 pF(皮法)=100 nF (纳法)=0.1μF(微法);
223表示为:22,000 pF(皮法)=22 nF (纳法)=0.022μF(微法);
684表示为:68,0000 pF(皮法)=680 nF (纳法) =0.68μF(微法);
105表示为:10,00000 pF(皮法)=1000 nF (纳法)=1μF(微法)。
1、电容耐压、误差标识意义
I类、II类电容的耐压代号:
A::1.0V G: 4.0V B::1.25V W::4.5V C::1.6V H::5.0V D: 2.0V
J::6.3V E::2.5V K::8.0V F::3.15V Z::9.0V
以上字母前面的数字表示10的多少次幂,如2A就表示耐压为1.0×10^2=100V; 2J就表示耐压为6.3×10^2=630V。
2、电容器精度等级表示方法
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示:
D——0.05级——±0.5%;
F——0.1级——±1%;
G——0.2级——±2%;
J—— I 级——±5%;
K—— II 级——±10%;
M—— III 级——±20%。
1、高压陶瓷电容,一般耐压1KV以上的。
2、中压陶瓷电容,一般指100-1KV的。
3、低压陶瓷电容,一般指100V以下的。
至于型号:就和普通电容一样,基本的容值都有。1p-104pf里都有。
通常情况下,100uF的贴片陶瓷电容会比同样规格的钽电容还要贵,所以如果需要再大的容值,比如220uF,470uF等等,一般都是直接选用钽电容。
一般来说贴片陶瓷电容最大容值是100uF,尺寸有1210,1812等规格。。---------%易%容%网。
钽电容寿命长、耐高温、准确度高、滤高频谐波性能极好,即便是同等价格前提下,也是优于贴片陶瓷电容的选择。