Керамические конденсаторы SMD 0603 до 22мкф на 6,3В
Керамические конденсаторы SMD 0805 до 22мкф на 16В и 47мкф на 6,3В
Керамические конденсаторы SMD 1206 до 22мкф на 25В и 100мкф на 6,3В
Керамические конденсаторы SMD 1210 до 10мкф на 50В и 100мкф на 10В
Размеры smd конденсаторов большой емкости
Высоконадежные конденсаторы Murata 22мкф на 63В и 10мкф на 100В
Конденсаторы большой удельной емкости поставляютс исключительно от ведущих японских производителей Murata, TDK, TAIYO YUDEN. Основное назначение керамических конденсаторов большой емкости замена дорогих танталовых конденсаторов всего ряда и алюминиевых конденсаторов небольшой ёмкости. Керамические конденсаторы имеют низкое эквивалентное сопротивление. В большинстве схемотехнических решений MLCC могут конкурировать с танталовыми конденсаторами, имеющими низкий ESR и полимерными конденсаторами с ультра низким ESR. На данной странице представлены конденсаторы исключительно большой емкости, весь ряд номиналов соответствующих типоразмеру представлены на отдельных страницах. Самые миниатюрные конденсаторы 0201 предназначены для массового производства микроминиатюрных изделий электронной техники. Наиболее распространены для автоматической сборки конденсаторы типоразмера 0402, конденсаторы 0603 удобны для ручной установки и ремонта. Конденсаторы типоразмера 0805 выпускаются с рабочим напряжением свыше 50В и удобны для макетирования. Наибольшие типоразмеры конденсаторов 1206 и 1210 используются в электрических цепях с высоким рабочим напряжением конденсатора. Для подстройки емкости используются триммеры – подстроечные конденсаторы переменной емкости, фильтрация цепей питания радиочастотных схем обеспечивается проходными конденсаторами. Сравнительные характеристики диэлектриков конденсаторов большой емкостиТехнические характеристики и маркировка керамических чип конденсаторах большой емкости TAIYO YUDEN Технические характеристики и маркировка керамических чип конденсаторов большой емкости SAMSUNG Технические характеристики и маркировка керамических чип конденсаторов большой емкости MURATA Технические характеристики и маркировка керамических чип конденсаторов большой емкости TDK Производитель — MURATA, TAIYO YUDEN, KYOCERA, KEMET, TDK, SAMSUNG. |
Корзина
Корзина пуста |
|
Типоразмеры корпусов SMT (SMD) конденсаторов A, B, C, D, E, R, S, T, U, V, X и размеры их посадочных мест (рекомендованные размеры контактных площадок для пайки). [Танталовые конденсаторы, упрощенная таблица] Источник — Википедия [1]. Наиболее часто используемые конденсаторы A, B, C и D (этот код указан в столбце Case Code таблицы).
Примечания к таблице: Размеры без скобочек указаны в миллиметрах, в скобочках в милах (mil). 1 мил равен тысячной доле дюйма, или 25.4 мм / 1000 = 0.0254 мм. Если в конце размера указано max, то значит приведен максимальный размер. EIA Code обозначение корпуса по стандарту EIA, в нем закодирован метрический размер корпуса. Цифры 1 и 2 соответствуют длине L, 3 и 4 ширине W, а цифры 5 и 6 через черточку высоте H. [Ссылки] 1. Tantalum capacitor site:en.wikipedia.org. |
||||||
«»Росэлектроника» разработала и освоила выпуск керамических конденсаторов» в блоге «Электроника, электротехника и приборы»
Холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех разработал и освоил выпуск керамических конденсаторов, способных заместить до 40% аналогичных импортных изделий, использующихся в российской радиоэлектронной аппаратуре.
Специалисты АО «НИИ «Гириконд» (Санкт-Петербург, входит в холдинг «Росэлектроника») разработали конденсаторы К10-83, значительно превосходящие по своим параметрам изделия американских компаний AVX, Kemet и Vishay в категории качества MIL (для военного применения), которые наиболее часто используются в российской технике. В частности, изделия «Гириконда» предназначены для работы в диапазоне напряжений 16-500 В, тогда как импортные аналоги — 50-100 В, и выпускаются в диапазоне, расширенном в сторону больших номинальных емкостей — 0,0056-4,7 мкФ, против величин показателя от 0,00012 до 0,47 мкФ у распространенных американских конденсаторов.
Российские конденсаторы в габарите 4,5×3,2 мм обладают большим удельным зарядом — 1 190 мкКл/см3 против величин показателя от 220 до 690 мкКл/см3 у импортных аналогов. При этом серия конденсаторов К10-83 включает в себя более миниатюрные изделия, — типоразмера «0603» по международной классификации (1,6×0,8×0,9 мм), тогда как американские производители предлагают минимальный типоразмер «0805» (2×1,25×1,3 мм). Максимальный типоразмер конденсаторов «Гириконда» — «2220» (5,6×5,0×1,8 мм), у американских компаний — «2225» (5,6×6,3×2 мм).
«Подобные разработки демонстрируют возможности импортозамещения, как программы не только обеспечения технологической независимости, но и технологического развития. Предлагая лучшие функциональные и массогабаритные параметры компонентов, мы предоставляем разработчикам конечной радиоаппаратуры дополнительные возможности для создания принципиально новых образцов техники», — заявил генеральный директор АО «Росэлектроника» Игорь Козлов.
Разработке АО «НИИ «Гириконд» присуждена Национальная премия в области импортозамещения «Приоритет-2016» в номинации «Электроника». На сегодня керамические SMD-изделия (Surface Mounted Device, прибор, монтируемый на поверхность) занимают лидирующее положение в массиве электрических конденсаторов и применяются практически во всех видах радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры: телефоны, компьютеры, телевизоры, автомобили и проч. НИИ «Гириконд» является ведущим российским разработчиком и производителем пассивных электронных компонентов (конденсаторов, нелинейных полупроводниковых резисторов и материалов для них), как универсального применения, так и для специфических или экстремальных условий работы.
Типоразмеры SMD-компонентов для поверхностного монтажа
Описание типоразмеров SMD корпусов для деталей поверхностного монтажа.
| Типоразмер EIA |
Типоразмер метрический |
L (mm) | W (mm) | H (mm) | D (mm) | T (mm) |
| 0402 | 1005 | 1.0±0.1 | 0.5±0.05 | 0.35±0.05 | 0.25±0.1 | 0.2±0.1 |
| 0603 | 1608 | 1.6±0.1 | 0.85±0.1 | 0.45±0.05 | 0.3±0.2 | 0.3±0.2 |
| 0805 | 2012 | 2.1±0.1 | 1.3±0.1 | 0.5±0.05 | 0.4±0.2 | 0.4±0.2 |
| 1206 | 3216 | 3.1±0.1 | 1.6±0.1 | 0.55±0.05 | 0.5±0.25 | 0.5±0.25 |
| 1210 | 3225 | 3.1±0.1 | 2.6±0.1 | 0.55±0.05 | 0.4±0.2 | 0.5±0.25 |
| 2010 | 5025 | 5.0±0.1 | 2.5±0.1 | 0.55±0.05 | 0.4±0.2 | 0.6±0.25 |
| 2512 | 6332 | 6.35±0.1 | 3.2±0.1 | 0.55±0.05 | 0.4±0.2 | 0.6±0.25 |
Обозначение chip-резисторов различных фирм
| Размер | AVX | BECKMAN | NEOHM | PANASONIC | PHILIPS | ROHM | SAMSUNG | WELWYN |
| 0603 | CR10 | BCR1/16 | CRG0603 | ERJ3 | — | MCR03 | RC1608 | WCR0603 |
| 0805 | CR21 | BCR1/10 | CRG0805 | ERJ6 | RC11/12 | MCR10 | RC2012 | WCR0805 |
| 1206 | CR32 | BCR1/8 | CRG1206 | ERJ8 | RC01/02 | MCR18 | RC3216 | WCR1206 |
| Tипоразмер EIA |
Tипоразмер метрический |
L (mm) | W (mm) | H (mm) |
| 0402 | 1005 | 1.0 | 0.5 | 0.55 |
| 0603 | 1608 | 1.6 | 0.8 | 0.9 |
| 0805 | 2012 | 2.0 | 1.25 | 1.3 |
| 1206 | 3216 | 3.2 | 1.6 | 1.5 |
| 1210 | 3225 | 3.2 | 2.5 | 1.7 |
| 1812 | 4532 | 4.5 | 3.2 | 1.7 |
| 1825 | 4564 | 4.5 | 6.4 | 1.7 |
| 2220 | 5650 | 5.6 | 5.0 | 1.8 |
| 2225 | 5664 | 5.6 | 6.3 | 2.0 |
| Типоразмер | Типоразмер метрический |
L (mm) | W (mm) | H (mm) | D (mm) |
| A | 3216 | 3.2 | 1.6 | 1.6 | 1.2 |
| B | 3528 | 3.5 | 2.8 | 1.9 | 2.2 |
| C | 6032 | 6.0 | 3.2 | 2.5 | 2.2 |
| D | 7343 | 7.3 | 4.3 | 2.9 | 2.4 |
| E | 7343H | 7.3 | 4.3 | 4.1 | 2.4 |
Обозначение танталовых конденсаторов различных фирм
| Manufacturer Name | Series | EIA 535BACC Standard Case Codes | EIA 535BACC Low Profile Case Codes | |||||||||
| 3216 | 3528 | 6032 | 7343 | 7343H | 7260 | 2012 | 3216L | 3528L | 6032L | 7343L | ||
| ARCO | ACT | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Arcotronics | WTP | A | B1 | C1* | E* | — | — | — | — | — | — | — |
| AVX | TAJ | A | B | C | D | E | V | R | S | T | W | Y |
| Cal-Chip | TC | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Cornell Dubilier | TCS | A | B | C | D | E | — | — | — | — | — | — |
| Daewoo | TC | A | B2 | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Dibar | ICT | Y | — | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Elna | SK | A | B* | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Hilton | CST | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Hitachi | TMC | A | B* | C* | E | — | F | P | UA | UB | UC | — |
| KEMET | T491 | A | B | C | D | X | E | — | S | T | UC | V |
| KOA/Speer | TMC | A | B* | C | E | — | F | P | UA | UB | UC | — |
| Mallory | TSC | A | B | C | D | X | — | — | S | T | — | — |
| Marcon | MC | A | B2 | C | D | — | — | P | A2 | — | — | — |
| Matsuo | 267 | A | B | C3 | D3 | H | E | 278S | 277A | 277B | — | — |
| Merco/Philips | 49MC | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Mial | 550 | A | B | C | D | DO | — | — | — | — | — | — |
| NEC | R/SVH | A | B2 | C | D | — | — | SVS/P | A2 | — | — | — |
| Nemco | PCT | A | B | C | D | E/H | — | XL | AL | BL | — | — |
| NIC | NTC-T | A | B* | C* | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Nichicon | F93 | A | B* | C* | N | — | — | P | F92A | F92B | — | — |
| Nippon Chemi-Con | MC | A | B2 | C | D | — | — | P | A2 | — | — | — |
| Paccom | TC | A | B | C | D | E | — | — | — | — | — | — |
| Panasonic/Matsushita | TEH | Y | X | C | D | — | — | Z | P | — | — | — |
| Roederstein | ETC | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Samsung | SCN | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Siemens/Matsushita | B45196 | A | B | C | D | E | — | Z | P | — | — | V |
| Sprague/Vishay | 293D | A | B | C | D | E | — | — | — | — | — | — |
| Tecate | 522 | A | B* | C* | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Thomson | FT | A | B | C | D | — | — | — | — | — | — | — |
| Towa | TCM | A | B1* | C1* | E | — | — | — | — | — | — | — |
| Venkel | TCM | A | B1* | C1* | E | — | — | — | — | — | — | — |
| * Nominal footprint (lenght and width) is not exact, but is equivalent to the destignated EIA 535BAAC size code. | ||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Все приведенные размеры являются справочными. Точные размеры и допуски приведены в документации соответствующих фирм-производителей.
емкость, номинал, обозначение SDM конденсаторов
Схемотехника является современной и довольно сложной наукой с высоким порогом вхождения по уровню квалификации. Кто-то пытается освоить её самостоятельно, но, как правило, дело не заходит далее сборки простых электронных схем и ремонта бытовой техники. Для успешной самостоятельной сборки плат претенденты на звание радиолюбителя должны обладать базовыми знаниями в области физики, а также уметь правильно определять номинал того или иного электронного компонента.
Если площадь конденсатора или резистора позволяет, то на таких элементах практически всегда наносятся основные характеристики изделия, в противном случае у начинающего проектировщика и сборщика устройств могут возникнуть непреодолимые трудности. В этой статье будет рассказано о том, как узнать емкость конденсатора SMD, а также о способах определения других параметров такого вида изделий.
Что собой представляют SMD конденсаторыЧто такое SMD конденсаторы и для чего они нужны
Многие электронные компоненты имеют значительный размер и крепятся на плате с помощью проволочных ответвлений или широких ножек, как у микросхем. Для надежной фиксации контактные элементы таких деталей устанавливаются в специально сделанные отверстия, в которых они обволакиваются расплавленным припоем для обеспечения качественного электрического контакта.
Стандартный монтаж радиодеталейЕсли рассеиваемая мощность резисторов или номинал конденсаторов слишком мал, то нет необходимости делать такое изделие слишком объемным. Установка элементов этого типа методом сверления платы вынудило бы разработчиков электронных схем выделять неоправданно большую площадь печатной схемы для их установки. Логичным решением этой проблемы является использование SMD компонентов.
SMD технология (Surface Mounted Device) — метод установки электронных деталей без сверления платы. Такой компонент просто припаивается с одной стороны поверхности, тем самым позволяя экономить значительную площадь, не снижая ее прочность наличием большого количества микроотверстий.
Обратите внимание! Методом поверхностного монтажа могут быть установлены не только конденсаторы, но и резисторы, транзисторы и микросхемы.
Применение SMD компонентов позволяет максимально оптимизировать расположение деталей на плате. Благодаря использованию этой технологии схемы сложных устройств можно изготовить относительно малых размеров, что особенно актуально при проектировании мобильных изделий.
Виды SMD конденсаторов
Разбираться в видах конденсаторов, монтирующихся методом поверхностного закрепления, необходимо каждому радиолюбителю. Такие изделия могут отличаться не только по емкости, но и по напряжению, поэтому игнорирование условий использования деталей может привести к тому, что они выйдут из строя.
Электролитические компоненты
Электролитические SMD конденсаторы не отличаются принципиально от стандартных изделий. Такие электронные компоненты наиболее часто представляют собой бочонки, в которых под алюминиевым корпусом располагается скрученный в цилиндр тонкий металл, а между ним твердый или жидкий электролит.
Электролитические SMD конденсаторыОсновное отличие такой детали от стандартного электролитического элемента заключается в том, что его контакты закреплены на плоской диэлектрической подложке. Такие изделия очень надежны в эксплуатации, особенно удобны в том случае, когда необходимо установить новое изделие при минимальных временных затратах. Кроме этого, во время пайки изделие не перегревается, что очень важно для электролитических конденсаторов.
Керамические компоненты
В керамических элементах в качестве диэлектрика применяется фарфор либо аналогичные неорганические материалы. Основное достоинство таких изделий заключается в устойчивости к высоким температурам и возможности производства изделий крайне малых размеров.
Важно! SMD конденсаторы керамического типа также устанавливаются методом пайки на печатную плату.
Визуально такой элемент, как правило, напоминает небольшой кирпичик, к которому с торцов припаиваются контактные площадки.
Керамические SMD конденсаторыВ отличие от радиодеталей стандартных размеров SMD элементы небольшого размера вначале приклеивают к плате, а уже потом припаивают выводы. На производстве керамические изделия этого типа устанавливаются специальными автоматами.
Маркировка танталовых SMD конденсаторов
Танталовые SMD конденсаторы устойчивы к повышенным механическим нагрузкам. Такие изделия также могут быть изготовлены в виде небольшого параллелепипеда, к которому с боковых сторон припаиваются контактные выводы. Тантал представляет собой очень прочный металл, обладающий высокими показателями пластичности. Фольга из этого материала может иметь толщину в сотые доли миллиметра.
К сведению! Благодаря наличию определенных физических свойств на основе тантала удается изготовить радиодетали высочайшей точности.
Танталовые конденсаторыТанталовые конденсаторы, как правило, имеют небольшие размеры корпуса, поэтому нанести полную маркировку на изделия, выполненные в корпусе типоразмера «А», не всегда представляется возможным. Зная особенности обозначения радиодеталей этого типа, можно легко определить номинал изделия. Максимально допустимое напряжение в вольтах для танталовых изделий обозначается латинскими буквами:
- G — 4;
- J — 6,3;
- A — 10;
- C — 16;
- D — 20;
- E — 25;
- V — 35;
- T — 50.
Обратите внимание! Емкость изделий указывается в микрофарадах после буквы «μ», а положительный контакт — жирной линией.
Обозначение SMD конденсаторов
Чтобы установить номинал SMD конденсатора, потребуется тщательно изучить его маркировку. На больших по размеру элементах, как правило, наносится основная информация не только о его номинале, но и указывается логотип производителя.
При выяснении параметров маленьких кирпичиков придется потратить определенное количество времени, ведь даже при наличии на их корпусе необходимых сведений увидеть символы на их поверхности невооруженным глазом вряд ли получится.
Важно! В зависимости от типа конденсатора обозначения его параметров также могут существенно отличаться, что необходимо учитывать в работе.
Маркировка керамических SMD конденсаторов
Небольшие керамические конденсаторы SMD маркируются буквенно-цифровым кодом, состоящим из 3 символов. Первый указывает на минимальное значение рабочей температуры, например:
- Z — от 10 °С;
- Y — от −30 °С;
- X — от 55 °С.
Второй символ указывает на верхний предел нагрева радиодетали:
- 2 — до 45 °С;
- 4 — до 65 °С;
- 5 — до 85 °С;
- 6 — до 105 °С;
- 7 — до 125 °С;
- 8 — до 150 °С;
- 9 — до 200 °С.
Третий символ указывает на точность электронного компонента:
- A — до ± 1,0 %;
- B — до ± 1,5 %;
- C — до ± 2,2 %;
- D — до ± 3,3 %;
- E — до ± 4,7 %;
- F — до ± 7,5 %;
- P — до ± 10 %;
- R — до ± 15 %;
- S — до ± 22 %;
- T — до ± 33 %;
- U — до ± 56 %;
- V — до ± 82 %. 3 Pf.
Обратите внимание! Перед кодом, обозначающим емкость керамического SMD конденсатора, может стоять латинская буква, которая указывает на бренд производителя электронного компонента.
Если площадь керамического конденсатора этого типа достаточно велика, то на ней может быть отображен тип диэлектрика. С этой целью применяются:
- NP0. Диэлектрическая проницаемость такого элемента находится на крайне низком уровне. Основное достоинство компонентов этого типа заключается в хорошей устойчивости к резким температурным перепадам. Недостаток элементов, в которых используется диэлектрик этого типа — высокая цена;
- X7R. Среднего качества диэлектрик. Изделия, в которых используется изолятор этого типа, не обладают отличными характеристиками по устойчивости к пробою, но в среднем температурном диапазоне они способны проработать значительно дольше многих, более дорогих элементов;
- Z5U. Диэлектрик с высокими значениями электрической проницаемости, но обратной стороной этого показателя является слишком большая емкостная погрешность;
- Y5V. Изолирующий материал обладает примерно такими же характеристиками, как и Z5U. По стоимости этот диэлектрик является самым дешевым, поэтому электрические компоненты, изготовленные на его основе, реализуется по самым низким ценам.
Учитывая все выше изложенное, можно быть уверенным в том, что если SMD конденсатор не подгорел или не изменил цвет поверхности по другим причинам, то всегда можно определить его номинал по нанесенной на его корпусе маркировке.
Маркировка электролитических SMD конденсаторов
Электролитические конденсаторы этого типа, как правило, имеют относительно большие размеры, поэтому многие параметры таких элементов указываются без шифрования. То есть максимальное значение напряжения будет указано цифрой и буквой «V», а емкость — mF.
Маркировка электролитических SMD конденсаторовВ некоторых случаях номинал SMD конденсатора электролитического типа также может быть закодирован. Как правило, для этой цели используется 4 символа (одна буква и 3 цифры). Первый символ — это напряжение в вольтах:
- e 2,5;
- G 4;
- J 6,3;
- A 10;
- C 16;
- D 20;
- E 25;
- V 35;
- H 50.
Обратите внимание! В трех следующих цифрах закодирована информация о емкости конденсатора (2 цифры + множитель).
Таким образом даже на очень небольших по размеру электролитических SMD конденсаторах может быть нанесена маркировка с информацией об основных параметрах изделия.
Как определить емкость, номинал и напряжение SMD конденсаторов
Выше была изложена подробная информация о том, как правильно определять номинал SMD конденсаторов по маркировке. Основная сложность при выполнении такой операции заключается в том, что символы могут быть настолько малы, что их невозможно идентифицировать невооруженным глазом. В такой ситуации рекомендуется использовать лупу либо любой другой увеличительный прибор с подходящей кратностью, а также установить качественное освещение в месте проведения подобных исследований.
Лупа для радиолюбителяОбратите внимание! Иногда на поверхности радиоэлемента не читаются либо полностью отсутствуют обозначения, поэтому каждому радиолюбителю следует знать, как определить емкость электролитического конденсатора без маркировки. Для выполнения такой работы не обойтись без специального измерительного прибора.
Как определить емкость SMD конденсатора без маркировки с помощью прибораДля получения корректных показателей перед началом измерения емкости конденсатора радиоэлемент необходимо полностью разрядить.
Предельное напряжение измеряется на конденсаторе, который устанавливается в электронную схему, где данный элемент может быть безопасно подключен к электрическому напряжению. После отключения источника тока проводят измерение напряжения на контактах радиодетали. Полученное значение в вольтах следует умножить на 1,5 для получения точного значения этого параметра.
Напряжение можно измерить дешевым мультиметромКонденсаторы SMD являются очень удобными при самостоятельной сборке различных схем, а при автоматическом монтаже благодаря им удается добиться максимальной компактности расположения радиодеталей. Зная принципы расшифровки обозначения таких элементов, можно без каких-либо затруднений проектировать и собирать даже сложные устройства в домашних условиях.
Размеры наиболее популярных типов корпусов
(резисторы, конденсаторы, индуктивности, термисторы, варисторы):
Тип корпуса (цифры обозначают) — размеры в дюймах (миллиметрах)
Тип корпуса
Длина, мм
Ширина, мм
Высота, мм
Металлизация, мм
0402 (1005)
1,0
0,5
0,35..0,55
0,2
0603 (1608)
1,6
0,8
0,45..0,95
0,3
0805 (2012)
2,0
1,2
0,4..1,6
0,5 ГОСТ Р1-12-0.062
1206 (3216)
3,2
1,6
0,4..1,75
0,5 ГОСТ Р1-12-0,125
1210 (3225)
3,2
2,5
0,55..1,9
0,5
1218 (3245)
3,2
4,5
0,55..1,9
0,5
1806 (4516)
4,5
1,6
1,6
0,5
1808 (4520)
4,5
2,0
2,0
0,5
1812 (4532)
4,5
3,2
0,6..2,3
0,5
2010 (5025)
5,0
2,5
0,55
0,5
2220 (5750)
5,7
5,0
1,7
0,5
2225 (5763)
5,7
6,3
2,0
0,5
2512 (6432)
6,4
3,2
2,0
0,5
2824 (7161)
7,1
6,1
3,9
0,5
3225 (8063)
8,0
6,3
3,2
0,5
4030
10,2
7,6
3,9
0,5
4032
10,2
8,0
3,2
0,5
5040
12,7
10,2
4,8
0,5
6054
15,2
13,7
4,8
0,5
Чип-конденсаторы
Наиболее широко используемые в технологии поверхностного монтажа чип-конденсаторы — это многослойные керамические конденсаторы, состоящие из нескольких слоев металлических электродов, разделенных слоями керамического диэлектрика.
Конструкция многослойного керамического чип-конденсатора
Требуемая емкость конденсатора обеспечивается соответствующим количеством слоев. Конструкция торцевых выводовподобна той, что и в чип-резисторах.
Параметры керамических конденсаторов серии к10
Серия
Назначение
Группы
Uн, В
Сн,
Габариты
, мм
ТКЕ
пФ-мкФ
LxB
H
К10-17
Многослойные
керамические конденсаторы общего применения
М47, Н50,Н90
40;50
22-1,5
(1,5х1)-(8х6)
1-1,8
К10-50
МПО, Н50,Н90
16;25
22-3,3
(1,5х1)-(5,5х4)
1,2-2
К10-60
МПО,Н59,Н90
10;16
680-4,7
(1,5х1)-(5,5х4)
1,4-1,6
К10-69
МПО,Н30,Н90
25;50
1,0-3,3
(2х1,25)-(5,7х5)
1,2-2
К10-43
Прецизионные
МПО
50
21,5-0,0442
(4х2,5)-(1,2х10)
2,4
К10-68
МПО
25;50
21,5-0,0442
(4х2,5)-(5,5х4)
2,4
К10-47
Для вторичных источников питания
МПО,Н30,Н90
16-500
10-15
(4х2,5)-(12х10)
2,5-4
К10-67
МПО,Н30,Н90
16-500
10-47
(4х2,5)-((24х16)
2,5-6
Параметры конденсаторов серии К53 (рис. 4.28, г)
Марка
конденсатора
Номинальная
емкость, мкФ
Габаритные размеры , мм
Длина
Ширина
Высота
К53-15
0,1-4,7
2,5-10
4-8
2
К53-22
0,1-3,3
2,4-5,6
2-4
1,0-1,5
К53-36
0,2-6,8
2,5-5,0
4,2-4,5
2-2,5
Параметры конденсаторов К73-31 (рис. 4.28, г)
Номинальная
Размеры , мм
Массса, г
емкость
L x B x H
B1
1000; 1500; 2200; 3300
6,8; 4;
4700; 6800 пФ
7,1 х 6,3 х 3,2
2,5
1,0
0,01; 0,15; 0,022;
0,33 мкФ
0,047 мкФ
7,1 х 6,3 х 4
6,8; 4; 3,3
1,1
0,068 мкФ
7,1 х 6,3 х 5
6,8; 4; 3,3
1,4
0,1 мкФ
10 х 8 х 32
9,7; 5; 2,5
1,5
0,15 мкФ
10 х 8 х 4
9,7; 5; 3,3
1,6
0,22 мкФ
10 х 8 х 5
9,7; 5; 4,3
1,9
Uном =100 В
Рис. 4.28. Формы чип-корпусов конденсаторов и контактные площадки посадочных мест
Безвыводные тонкопленочные конденсаторы К26-5 представлены на рис. 4.29.
На рис. 4.29,а показан корпус конденсатора К26-5, устанавливаемый приклеиванием за нижнюю поверхность. Другой вариант корпуса этого конденсатора приведенный на рис. 4.29,б, устанавливается на припойную пасту шариковыми выводами.
Параметры конденсаторов К26-5 (рис. 4.29)
Размеры L; B; ;
Номинальная емкость, пФ
Номинальное напряжение, В
0,9; 0,5; 0,2; 0,3
390; 470
6,3
150; 270; 330
10
100; 120; 180; 220
16
1,2; 0,8; 0,2; 0,3
1200; 1500
6,3
820; 1000
10
560; 680
16
2; 1,4; 0,3; 0,4
3900; 4700
6,3
2700; 3300
10
1800; 2200
16
Рис. 4.29. Корпуса конденсаторов К26-5
Код типо-разме-ра
Номин. емкость
Контактные поверхности, мм
Массаг, max
К10-17
К10-50
Нелуженые
Луженые
Ном. Напряжение, В
L
Bmax
H max
L
Bmax
H max
50
25
Ном.
Откл.
Ном.
Откл.
0603
100-8200 пФ
0,01-0,015 мкФ
1,6
± 0,2
1,0
0,9
1,6
+ 0,4
— 0,2
1,2
1,1
0,03
0805
220 пФ-0,018 мкФ
0,018 — 0,033 мкФ
2,0
1,45
1,3
2,0
1,6
1,5
0,04
1206
1000 пФ – 0,15 мкФ
0,039 – 0,1 мкФ
3,2
1,8
3,2
+ 0,5
— 0,2
2,0
0,05
1210
2200 пФ -0,15 мкФ
0,12 –
0,22 мкФ
± 0,4
2,8
+ 0,7
— 0,4
3,0
0,1
1812
0,01 — 0,033 мкФ
0,27 —
0,47 мкФ
4,5
± 0,5
3,6
4,5
+ 0,7
— 0,5
3,8
0,2
2220
0,01 — 0,56
мкФ
0,56 –
1,0 мкФ
5,7
5,5
5,7
5,7
0,3
CC – высоковольтные конденсаторы связи
Основное назначение измерительных конденсаторов связи марки «CC» (Coupling Capacitor) – регистрация частичных разрядов в высоковольтных цепях. Конденсаторы связи марки «CC» монтируются рядом с контролируемым оборудованием и являются единственным типом датчиков, которые непосредственно и гальванически подключаются к высоковольтным цепям.
Высоковольтный измерительный конденсатор связи представляет собой набор достаточно большого количества последовательно включенных конденсаторов, что необходимо для получения высокого рабочего напряжения. Обычно такой интегральный конденсатор является верхним плечом емкостного делителя напряжения. Нижнее плечо измерительного делителя может быть смонтировано непосредственно внутри конденсатора связи, а чаще всего является внешним дополнительным элементом. Иногда в качестве нижнего плеча делителя напряжения могут быть использованы входные цепи измерительного прибора.
Величина выходного напряжения измерительного конденсатора связи не зависит от частоты регистрируемых импульсов, если и в нижнее плечо высоковольтного делителя также включается конденсатор. Если в качестве нижнего плеча высоковольтного делителя используется активное сопротивление, то выходное напряжение с такого «емкостно – активного» делителя станет частотно зависимым: оно будет возрастать с увеличением частоты регистрируемых импульсов.
Если же в нижнем плече делителя напряжения с измерительным конденсатором связи использовать индуктивность, то выходное напряжение такого делителя будет еще более сильно возрастать с увеличением частоты регистрируемого сигнала, чем при использовании для этих целей активного сопротивления. При использовании в качестве второго плеча делителя R или L существует вероятность повреждения измерительной аппаратуры от воздействия высокочастотных перенапряжений. Это накладывает повышенные требования к системам защиты этих датчиков.
Надежность работы измерительного конденсатора связи во многом зависит от качества и стабильности диэлектрика используемых элементарных конденсаторов, к качеству которого предъявляются жесткие требования по стойкости во всех режимах работы. Критическими, с точки зрения обеспечения надежности работы конденсатора, являются не рабочие режимы, а анормальные режимы, когда на него происходит воздействие высокочастотных импульсных перенапряжений, и испытательные режимы, во время которых к конденсатору прикладываются повышенные переменные или постоянные напряжения.
Вторым параметром, влияющим на надежность работы конденсатора связи, является длина поверхностных путей утечки, величина которого является критическим параметром для работы всех высоковольтных изоляторов.
Требования к установке и подключению измерительного конденсатора связи:
Внутри измерительного конденсатора связи обычно отсутствуют встроенные элементы защиты, что делается для обеспечения универсальности его практического применения. По этой причине при проведении измерений частичных разрядов с использованием таких датчиков, подключенных к высокому напряжению, необходимо обязательно соблюдать ряд условий, предназначенных для обеспечения надежной работы и безопасности персонала:
- «Нижний» вывод конденсатора связи должен быть надежно закреплен на металлическом заземленном основании, или же надежно заземлен проводником необходимого сечения (не менее 2,5 мм2). Вся цепь заземления конденсатора связи должна легко визуально контролироваться.
- Подключение конденсатора связи к высоковольтным цепям должно производиться проводником сечением не менее 20 мм2, что делается для максимального снижения уровня паразитных коронных разрядов. Наличие и тип внешней изоляции этого соединительного проводника определяются условиями его прокладки внутри контролируемого оборудования.
- На входе измерительного прибора, к которому подключается конденсатор связи, обязательно должны быть предусмотрены надежные средства защиты от мощных высокочастотных высоковольтных импульсов, желательно дублированные. Такие опасные импульсы могут возникнуть в контролируемом высоковольтном оборудовании при коммутационных процессах, или же могут быть наведены в оборудование извне.
Измерительные конденсаторы связи различных марок могут быть использованы для регистрации частичных разрядов:
- в электрических генераторах, электродвигателях;
- в высоковольтных выключателях;
- в ячейках КРУ и подходящих к ним кабельных линиях;
- в силовых трансформаторах на стороне НН (6 ÷ 35 кВ).
Наиболее важными параметрами измерительного конденсатора связи являются:
- номинальное рабочее напряжение;
- испытательное напряжение и условия его приложения;
- величина емкости конденсатора;
- тип диэлектрика, определяющий температурный диапазон работы конденсатора.
Наиболее важные сравнительные характеристики конденсаторов связи различного типа, производимых фирмой «DIMRUS», и область их предпочтительного применения приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики конденсаторов связи «CC»
CC-XX/I CC-XX/M CC-XX/U Емкость, пФ 140, 70, 45 80 800, 400 Номинальное напряжение, кВ 12, 24, 36 10, 20 12, 36 Рабочая температура, °C -25 ÷ +55 -40 ÷ +80 -40 ÷ +70 Область применения Приборы марки IDR Генераторы моторы, КРУ Генераторы моторы, КРУ Общие рекомендации для выбора измерительных конденсаторов связи
- Конденсаторы связи марки «CC-XX/I» с малой емкостью предназначены для использования в качестве комплексных датчиков частичных разрядов и наличия высокого напряжения на шинах КРУ в реле контроля изоляции высоковольтного оборудования марки «IDR».
- Конденсаторы связи марки «CC-XX/M» с емкостью 80 пФ изготавливаются с использованием высококачественного слюдяного диэлектрика и применяются, в основном, для регистрации частичных разрядов в изоляции статоров высоковольтных электрических машин различного типа.
- Конденсаторы связи марки «CC-XX/R» изготавливаются с использованием набора современных конденсаторов с ленточным диэлектриком и, благодаря повышенной емкости, имеют более высокую чувствительность к регистрируемым частичным разрядам. Конденсаторы связи этой марки имеют универсальное применение.
Конденсаторы связи марки «CC-XX/I»
Конденсаторы связи марки «CC-XX/I» (Coupling Capacitor, рабочее напряжение XX кВ, Indicator type), предназначены для регистрации частичных разрядов в высоковольтных шинах с рабочим напряжением 6 ÷ 36 кВ и независимого (без использования дополнительного источника питания) контроля наличия высокого напряжения.
При использовании конденсаторов связи марки «CC-XX/I» для регистрации частичных разрядов в изоляции и диагностики дефектов в высоковольтном оборудовании, их подключают к входным цепям реле контроля изоляции марки «IDR», специально разработанного для работы с такими конденсаторами. Это компактное интеллектуальное реле одновременно является и автономным индикатором наличия высокого напряжения на контролируемых шинах и выполняет функции измерительного и диагностического прибора регистрации и анализа частичных разрядов в высоковольтной изоляции.
Основные параметры конденсаторов связи марки «CC-XX/I» приведены в таблице 2. В состав этой серии входят три типоразмера конденсатора, отличающиеся величиной емкости и рабочим напряжением.
Таблица 2. Характеристики конденсаторов связи «CC-XX/I»
Uр, кВ C, пФ Размеры, H * D, мм Путь утечки, мм CC-12/I 12 140 130 * 77 180 CC-24/I 24 70 210 * 85 300 CC-36/I 36 45 300 * 95 430 Как видно из таблицы, с ростом рабочего напряжения емкость конденсатора уменьшается. Это сделано для того, чтобы можно было унифицировать параметры входных цепей измерительных индикаторов и приборов, с которыми используются эти конденсаторы связи.
Поскольку конденсаторы связи марки «CC-XX/I» рассчитаны только на внутреннюю установку, диапазон их рабочих температур может оказаться недостаточным для использования в некоторых промышленных применениях, когда необходима наружная установка диагностического оборудования.
Габаритные размеры конденсаторов связи марки «CC-XX/I» соответствуют размерам стандартных опорных изоляторов, они имеют необходимую прочность на изгиб, поэтому монтаж таких конденсаторов не вызывает значительных сложностей. Конденсатор связи легко монтируется на место одного из опорных изоляторов, необходимо только дополнительно выполнить на панели отверстие для измерительного вывода конденсатора.
Подключение конденсаторов связи «CC-XX/I» к приборам регистрации частичных разрядов обязательно должно осуществляться при помощи коаксиального кабеля типа «RG-50». Причиной этого является малая внутренняя емкость конденсатора, поэтому при использовании для соединения конденсатора с прибором не экранированного кабеля может многократно вырасти уровень наведенных в кабеле высокочастотных помех, затрудняющих проведение диагностики состояния изоляции контролируемого высоковольтного оборудования.
Конденсаторы связи марки «CC-XX/M»
Измерительные конденсаторы связи марки «CC-XX/M» (Coupling Capacitor, рабочее напряжение XX кВ, Motor type), предназначены для использования в системах регистрации и анализа частичных разрядов в обмотках статоров мощных высоковольтных электрических моторов и генераторов, а также на шинах КРУ среднего класса напряжений.
Конденсаторы связи марки «CC-XX/M» имеют две отличительные конструктивные особенности:
- Встроенный внутрь конденсатор выполнен в виде моноблока на основе прокладок из высококачественного слюдяного диэлектрика и расширительных металлических прокладок, залитого в общий объем конденсатора с закладной арматурой общим эпоксидным компаундом.
- Емкость конденсатора связи равняется 80 пФ, так как именно это значение достаточно долго принималось как некий стандарт для систем измерения частичных разрядов в обмотках крупных электрических машин.
Достоинствами конденсаторов связи «CC-XX/M» со слюдяным диэлектриком являются высокая стабильность их параметров, повышенная стойкость к возникновению внутренних частичных разрядов в слюдяном диэлектрике. Использование высококачественной слюдяной изоляции позволяет значительно расширить температурный диапазон использования измерительных конденсаторов связи марки «CC-XX/M».
Наряду с наличием очевидных достоинств, измерительные конденсаторы связи марки «CC-XX/M» со слюдяной изоляцией обладают существенными конструктивными и эксплуатационными недостатками, основными из которых являются:
- Невозможность проведения испытаний высоковольтной изоляции контролируемого оборудования (с подключенными конденсаторами связи) повышенным постоянным напряжением. Такие испытания, в силу конструктивных особенностей конденсаторов, могут привести к пробою изоляции конденсатора.
- Сравнительно низкая емкость слюдяных конденсаторов, всего 80 пФ, обусловленная конструктивными особенностями использования слюдяной изоляции. Это существенно ограничивает возможности применения таких конденсаторов в некоторых практических приложениях систем регистрации частичных разрядов.
- Высокая стоимость конденсаторов со слюдяным диэлектриком, так как месторождения качественной слюды располагаются только в Индии.
Несоответствие габаритных размеров конденсаторов связи на основе слюдяного диэлектрика стандартным опорным изоляторам соответствующих классов напряжения, что ограничивает возможности их практического применения.
Основные параметры конденсаторов связи «CC-XX/M» со слюдяным диэлектриком приведены в таблице 3. Как уже указывалось выше, такие конденсаторы связи чаще всего используются для регистрации частичных разрядов в обмотках статоров высоковольтных электрических машин, так как работают в расширенном температурном диапазоне.
Таблица 3. Характеристики конденсаторов связи «CC-XX/M»
Uр, кВ C, пФ Размеры, H * D, мм Путь утечки, мм CC-10/M 10 80 150 * 102 180 CC-20/M 20 80 253 * 102 300 Монтаж конденсаторов связи марки «CC-XX/M» внутри высоковольтного оборудования обычно осуществляется с использованием дополнительного переходного основания, в котором располагаются все элементы защиты входных цепей измерительного прибора от импульсных перенапряжений и обычно «второе плечо» емкостного измерительного делителя напряжения.
Конденсаторы связи марки «CC-XX/U»
Конденсаторы связи марки «CC-XX/U» (Coupling Capacitor, рабочее напряжение XX кВ, Universal type), предназначены для регистрации частичных разрядов в высоковольтных шинах КРУ с напряжением 6 ÷ 35 кВ, в обмотках статоров крупных электрических машин, электродвигателей и генераторов, а также для большинства других типов высоковольтного оборудования.
Отличительным параметром конденсаторов связи марки «CC-XX/U» является повышенная внутренняя емкость, значительно превышающая емкость конденсаторов связи марки «CC-XX/M».
Это является достоинством для конденсаторов связи, так как благодаря этому значительно повышается реальная чувствительность систем регистрации и анализа частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования.
Вторым достоинством использования конденсаторов связи повышенной емкости является то, что при проведении регистрации существенно снижается вредное влияние высокочастотных помех, которые наводятся на сигнальные кабели и входные цепи измерительных приборов.
Изготовить высоковольтный конденсатор (моноблок) такой сравнительно большой емкости со слюдяным диэлектриком технически не представляется возможным, поэтому для этих целей используется набор последовательно включенных конденсаторов, каждый из которых рассчитан на меньшее напряжение. Наиболее широкое применение находят конденсаторы, созданные с использованием современной полимерной изоляции, обладающей необходимыми температурными свойствами, стойкостью к мощным высоковольтным высокочастотным импульсам и стабильностью параметров.
Количество последовательно включенных элементарных конденсаторов обычно выбирается с большим запасом. Это делается для того, чтобы обеспечить необходимую стойкость конденсатора связи не только к рабочему напряжению, но и к повышенному испытательному напряжению, и к высокочастотным импульсным перенапряжениям, которые могут возникать в контролируемом оборудовании.
Основные технические параметры измерительных конденсаторов связи повышенной емкости на основе полимерного диэлектрика, поставляемых фирмой «DIMRUS», приведены в таблице 4.
Таблица 4. Характеристики конденсаторов связи «CC-XX/U»
Uр, кВ C, пФ Размеры, H * D, мм Путь утечки, мм CC-12/U 12 800 130 * 77 180 CC-24/U 24 400 260 * 95 360 CC-36/U 36 270 400 * 95 540 Из таблицы видно, что конденсаторы связи этого типа по своим основным габаритным параметрам полностью соответствуют опорным изоляторам. Поэтому монтаж конденсаторов связи марки «CC-XX/U» внутри контролируемого высоковольтного оборудования производится на стандартные установочные места, предназначенные для опорных изоляторов.
Скачать документацию по конденсаторам связи «CC»
Похожие материалы:
Типы конденсаторов и производительность | Newark
Конденсаторы — это пассивные компоненты, накапливающие электрический заряд. Однако эту единственную функцию можно использовать по-разному в самых разных приложениях — переменного и постоянного тока, аналоговых и цифровых. Примеры включают схемы синхронизации и формирования волны, связь и развязку, фильтры и сглаживание формы волны, настройку телевидения и радио, генераторы и, с суперконденсаторами, хранение заряда для таких устройств, как лампы-вспышки для фотокамер. Это разнообразие в сочетании с масштабированием для соответствия различным уровням мощности, тока и напряжения означает, что конденсаторы бывают разных форм, размеров и методов изготовления.
В этой статье рассматриваются конденсаторы и значение электрической емкости. Затем он смотрит на свойства — в дополнение к емкости — которые определяют производительность компонентов и влияют на его целевую схему. Далее показано, как эти свойства по-разному проявляются у различных типов конденсаторов, доступных в настоящее время, и как они влияют на выбор разработчиком типа конденсатора.
Иногда, однако, очевидный первый выбор для проекта может быть не лучшим путем; по какой-то причине может быть желательно заменить одну конденсаторную технологию на другую.Соответственно, статья завершается кратким примером того, как полимерные конденсаторы могут заменить многослойные керамические конденсаторы.
Что такое конденсатор?
Как показано на рис.1, конденсатор состоит из двух проводящих пластин, расположенных в непосредственной близости друг от друга и разделенных изолятором или диэлектриком. Подайте постоянный ток на пластины, и они создадут равные и противоположные заряды; на одной пластине отрицательный, на другой положительный. Удалите источник питания, и пластины сохранят свой заряд, за исключением утечки.Затем, если пластины соединить через нагрузку, такую как фотовспышка, они будут отдавать всю свою энергию в нее для питания вспышки.
Рис.1 Обозначения конденсаторов – Авторские права на изображение принадлежат Premier Farnell
Обратите внимание, что конструкция конденсатора означает, что он блокирует постоянный ток, но проводит переменный ток. Как правило, чем выше частота переменного напряжения, тем лучше конденсатор проводит переменный ток.
Количество энергии, которое может хранить конденсатор, определяется его емкостью, измеряемой в фарадах.Поскольку фарад является непрактично большой единицей емкости (за исключением суперконденсаторов), реальные компоненты оцениваются в одном из следующих диапазонов СИ:
- 1 мФ (миллифарад, одна тысячная (10−3) фарад)
- 1 мкФ (микрофарад, одна миллионная (10-6) фарада)
- 1 нФ (нанофарад, одна миллиардная (10-9) фарада)
- 1 пФ (пФ (пикофарад, одна триллионная (10-12)) а фарад)
В любом случае емкость C в фарадах определяется уравнением:
Где q — заряд в кулонах (+q и -q заряды на пластинах), а V — напряжение на пластинах в вольтах. .2
Первое из приведенных выше уравнений говорит нам, что увеличение емкости позволяет хранить больше заряда при заданном напряжении на конденсаторе. Емкость можно увеличить, увеличив размер пластин, приблизив пластины друг к другу или улучшив изоляционные свойства диэлектрика. Конденсаторы всех типов достигают своих целевых значений емкости, регулируя эти три переменные в соответствии с требованиями. Поэтому, если требуемое значение емкости может быть получено с различными типами конденсаторов, как нам решить, какой тип лучше всего подходит для любого конкретного приложения?
Ответ заключается в том, что, хотя идеальные конденсаторы должны иметь только емкость, реальные устройства также имеют множество других параметров и характеристик, влияющих на их производительность и пригодность для целевого применения.Эти факторы зависят от используемой конденсаторной технологии, и все они должны учитываться при выборе оптимального решения.
Критерии включают рабочее напряжение, размер устройства, частотную характеристику, старение (высыхание влажного электролита), приводящее к потере емкости, максимальную рекомендуемую рабочую температуру, воспламеняемость и свойства самовосстановления. Иногда чрезвычайно низкое паразитное сопротивление (известное как эквивалентное последовательное сопротивление или ESR) необходимо для минимизации потерь I2R в сильноточных приложениях.
Далее мы более подробно рассмотрим эти и другие свойства конденсаторов, а затем то, как они отражаются в различных типах конденсаторов.
Свойства конденсаторов
Публикация KEMET «Введение в конденсаторные технологии» содержит много полезной информации и послужила основой для обсуждения свойств конденсаторов, приведенного ниже.
Диэлектрические характеристики и CV конденсатора
Диэлектрические свойства влияют на объемный КПД конденсаторов, т.е.е. количество емкости на данный объем. Это выражается в виде значения CV, где C = емкость, а V — напряжение. Значения CV являются важным фактором при проектировании портативных систем или печатных плат с очень большой плотностью размещения, где важна высокая емкость при минимальном объеме.
Некоторые диэлектрики, такие как тантал, известны своими высокими CV свойствами. CV также можно увеличить за счет максимизации полезной площади поверхности электрода и минимизации накладных расходов на упаковку.
Практические вопросы емкости
Полезная емкость конденсатора может отличаться от его номинального значения из-за нескольких факторов.К ним относятся:
- Температура
- Влажность
- AC и постоянного тока Напряжение
- частота сигнала
- Конденсатор Возраст
- Механический
- Пьезоэлектрический эффект
- ± 20 % = M
- ± 10 % = K
- ± 5 % = J
- ± 2.5% = H
- ± 2% = G
- ± 1% = F
- Сопротивление диэлектрического материала
- Сопротивление проводящих частей
- Небольшая объемная емкость, особенно для диэлектрических материалов класса 1 (NO/COG)
- Большие размеры корпуса, подверженные растрескиванию при изгибе печатной платы
- Нестабильность смещения постоянного тока
- Пьезоэффект (поющий)
- 0
- +0
- Войти
- Зарегистрироваться
- размер менее чувствителен к ESR в диапазоне источника AVX, который вы связали, но номинальное напряжение и смещение оказывают значительное влияние на снижение значения C.
- Чтобы увеличить номинальное напряжение, необходимо увеличить размер, чтобы чем больше, тем лучше
- чип с более высоким значением Vmax в любом семействе будет иметь большее значение C, используемое при 50% vmax. с более высоким рейтингом Vmax. Варианты тонкие: 16 или 10 В при 22 мкФ в MLCC .
- Также большое значение имеет выбор поставщика, и в этой категории я бы предложил детали TDK X6S с ESR 10 мОм, а не детали AVX с 100 МОм для уменьшения пульсаций.
При выборе конденсатора для приложения его оценки для этих факторов должны быть приняты во внимание.
Допуски — еще одно важное соображение. Конденсаторы имеют код допуска, наиболее распространенные коды:
Ток утечки в зависимости от сопротивления изоляции
Диэлектрические материалы в конденсаторах не являются идеальными изоляторами; они могут пропускать небольшой постоянный ток утечки по разным причинам, характерным для каждого типа диэлектрика. Это приведет к медленному падению напряжения на клеммах заряженного конденсатора по мере того, как ток утечки истощает его заряд.
Как правило, сопротивление изоляции имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения значений емкости.Ток утечки увеличивается с повышением температуры.
Связь между током утечки (LC) и сопротивлением изоляции конденсатора (IR) определяется простой формулой:
I(LC) = V/R(IR) Постоянное напряжение прикладывается к конденсатору последовательно с резистором, конденсатор заряжается со скоростью, определяемой приложенным напряжением, состоянием заряда относительно его конечного значения, последовательным сопротивлением и собственной емкостью.Произведение сопротивления на емкость, RC, известно как постоянная времени цепи. Если быть точным, постоянная времени RC — это время, необходимое для зарядки конденсатора на 63,2% от разницы между начальным и конечным значениями. То же значение RC также определяет время, необходимое для разрядки конденсатора через последовательный резистор.
Диэлектрическая прочность
Если напряжение на конденсаторе достаточно увеличить, электрическое поле в конечном итоге вызовет пробой диэлектрика и проведение тока.С некоторыми диэлектриками эффект постоянный, поэтому конденсатор разрушается.
Однако некоторые диэлектрики могут самовосстанавливаться. Например, пленочные и бумажные конденсаторы с очень тонкими электродами могут самовосстанавливаться, поскольку большой ток пробоя нагревает электродные слои, вызывая испарение и окисление металлов вдали от пораженной области, тем самым изолируя путь короткого замыкания от остальной части конденсатора. Этот процесс может происходить даже в приложениях с очень высокой мощностью до нескольких киловатт.
Рассеивание энергии
Когда переменное напряжение подается на конденсатор, ток протекает через его диэлектрический материал и проводящие части. На практике часть этого тока рассеивается на небольшом сопротивлении внутри конденсатора. Это рассеивание проявляется в повышении температуры конденсатора. Общее сопротивление конденсатора, называемое эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), представляет собой сумму двух элементов:
Индуктивность
Электроды и подводящие провода или выводы конденсатора металлические проводники, которые имеют некоторую индуктивность, связанную с ними.Эта индуктивность имеет тенденцию сопротивляться изменениям переменного тока через конденсатор. Он известен как эквивалентная последовательная индуктивность или ESL.
Описание эквивалентной схемы конденсатора
Проводящие части конденсатора имеют соответствующее омическое сопротивление, которое в сочетании с диэлектрическим сопротивлением образует эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Практический конденсатор можно описать с помощью так называемой эквивалентной схемы, как на рис. 2, где резистор (ESR) и катушка индуктивности (ESL) соединены последовательно с чистой емкостью, параллельной с резистором, равным сопротивлению изоляции конденсатора. диэлектрик.
Рис. 2: Эквивалентная схема конденсатора с паразитными индуктивностью и сопротивлением — изображение через KEMET
Различные типы конденсаторов
На рис. 3 представлены различные типы конденсаторов, доступные в настоящее время. Ниже мы рассмотрим типы фиксированных конденсаторов.
Рис. 3: Иерархия типов конденсаторов – Изображение предоставлено Würth Elektronik
Сайт Caoacitorguide.com содержит подробное описание различных типов конденсаторов и их конструкции; приведенная ниже информация о типе конденсатора (за исключением Glass и Feedthru) основана на этом содержании.
Пленочные
В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используется тонкая пластиковая пленка; его можно металлизировать или оставить необработанным, в зависимости от требуемых свойств конденсатора. Эти типы обеспечивают стабильность, низкую индуктивность и низкую стоимость. Различные версии пленки включают полиэстер, металлизированную пленку, полипропилен, ПТФЭ и полистирол. Емкость варьируется от менее 1 нФ до 30 мкФ.
Эти типы конденсаторов неполяризованы, что делает их подходящими для сигналов переменного тока и силовых приложений. Пленочные конденсаторы могут иметь очень высокую точность значений емкости, которую они сохраняют дольше, чем другие типы конденсаторов.Они очень надежны, имеют длительный срок хранения и срок службы, а процесс старения обычно происходит медленнее, чем у других типов, таких как электролитические. Они имеют низкие значения ESR и ESL, поэтому очень низкие коэффициенты рассеяния. Они могут выдерживать напряжения в диапазоне киловольт и могут обеспечивать очень высокие импульсы импульсного тока.
Имеются силовые пленочные конденсаторы, способные выдерживать реактивную мощность свыше 200 вольт-ампер. Они используются в устройствах силовой электроники, фазовращателях, рентгеновских вспышках и импульсных лазерах.Варианты малой мощности используются в качестве развязывающих конденсаторов, фильтров и аналого-цифровых преобразователей. Другими известными приложениями являются защитные конденсаторы, подавление электромагнитных помех, балласты люминесцентных ламп и снабберные конденсаторы.
Рис. 4: Конденсаторы из полиэфирной пленки — изображение с Wikimedia Commons
Керамика
В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используется керамический материал. Конденсатор с многослойной микросхемой (MLCC) и керамический дисковый конденсатор являются наиболее часто используемыми типами в современной электронике.MLCC изготавливаются по технологии поверхностного монтажа (SMT) и широко используются из-за их небольшого размера. Значения емкости обычно составляют от 1 нФ до 1 мкФ, хотя доступны значения до 100 мкФ. Они неполяризованы, поэтому их можно использовать в цепях переменного тока. Они имеют большую частотную характеристику из-за низкого резистивного и индуктивного паразитного эффекта.
В настоящее время доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Керамические конденсаторы класса 1 используются там, где требуется высокая стабильность и низкие потери.Они очень точны, а значение емкости стабильно в зависимости от приложенного напряжения, температуры и частоты.
Конденсаторы класса 2 имеют большую объемную емкость и используются для менее чувствительных приложений. Их термическая стабильность обычно составляет ±15% в диапазоне рабочих температур, а допуски на номинальные значения составляют около 20%.
MLCC обеспечивают высокую плотность монтажа для монтажа на печатной плате, хотя также доступны керамические компоненты большой мощности, которые могут выдерживать напряжения от 2 кВ до 100 кВ с номинальной мощностью более 200 ВА.
Рис.5: Керамический конденсатор – изображение из Википедии
Электролитический
Электролитические конденсаторы используют электролит для обеспечения большей емкости, чем другие типы конденсаторов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, поэтому их необходимо использовать в цепях постоянного тока и правильно смещать. Электролитические конденсаторы могут быть как с влажным электролитом, так и с твердым полимером. Они обычно изготавливаются из тантала или алюминия. Алюминиевые конденсаторы обычно имеют емкость от 1 мкФ до 47 мФ с рабочим напряжением до нескольких сотен вольт постоянного тока.Однако суперконденсаторы, иногда называемые двухслойными конденсаторами, также доступны с емкостями в сотни или тысячи фарад.
К недостаткам относятся большие токи утечки, широкие допуски значений, обычно равные 20 %, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы. Значения емкости также дрейфуют со временем. Конденсаторы могут перегреться или даже взорваться при воздействии напряжения обратной полярности.
Электролитические конденсаторы используются в приложениях, которые не требуют жестких допусков и поляризации переменного тока, но требуют больших значений емкости.Примеры включают этапы фильтрации в источниках питания для удаления пульсаций переменного тока или для сглаживания входных и выходных сигналов в качестве фильтра нижних частот для сигналов постоянного тока со слабой составляющей переменного тока.
Рис. 6: Электролитический конденсатор — изображение с flickr
Суперконденсаторы
Суперконденсаторы — это тип электролита, как описано выше. Они могут хранить чрезвычайно большое количество электроэнергии, используя два механизма; двухслойная емкость и псевдоемкость. Первый является электростатическим, а второй — электрохимическим, поэтому суперконденсаторы сочетают в себе характеристики обычных конденсаторов с характеристиками обычных батарей.
Фактически, они используются в качестве альтернативы батареям во многих приложениях, включая автомобильные системы рекуперации кинетической энергии (KERS), фотовспышки и статическое ОЗУ. Будущие возможности включают мобильные телефоны, ноутбуки и электромобили; их самым захватывающим преимуществом является очень быстрая скорость перезарядки, а это означает, что электромобиль можно зарядить за несколько минут.
Эта технология позволяет достичь значений емкости до 12000 F. Они имеют очень быстрое время заряда и разряда, сравнимое с обычными конденсаторами, благодаря низкому внутреннему сопротивлению.Напротив, для полной зарядки аккумуляторов может потребоваться до нескольких часов. Суперконденсаторы также имеют удельную мощность в 5-10 раз большую, чем батареи; например, 10 кВт/кг по сравнению с 1–3 кВт/кг для литий-ионных аккумуляторов. Суперконденсаторы не нагреваются так сильно, как батареи при неправильном обращении, и имеют практически неограниченный срок службы по сравнению с 500+ циклами, типичными для батарей.
К недостаткам суперконденсаторов относятся низкая удельная энергия (Втч/кг), линейная характеристика напряжения разряда (суперконденсатор рассчитан на 2.Например, выходное напряжение 7 В упадет до 1,35 В при 50% разряде) и высокие затраты. Это помешало суперконденсаторам заменить батареи в большинстве приложений.
Рис.7: Технологии суперконденсаторов — изображение с Викисклада
Слюдяные
Под слюдяными конденсаторами сегодня подразумеваются серебряно-слюдяные конденсаторы, изготовленные путем склеивания листов слюды, покрытых металлом с обеих сторон. Значения емкости небольшие, обычно от нескольких пФ до нескольких нФ, хотя самые большие типы слюды могут достигать 1 мкФ.Номинальное напряжение обычно составляет от 100 до 1000 вольт, хотя некоторые конденсаторы рассчитаны на напряжение до 10 кВ для радиочастотных передатчиков. Они также используются в других высоковольтных приложениях из-за их высокого напряжения пробоя.
Они имеют малые потери, позволяют использовать на высоких частотах, надежны, и их стоимость остается стабильной во времени. Конденсаторы также стабильны в широком диапазоне напряжений, температур и частот. Обычно они имеют относительно небольшую емкостную величину. Они обеспечивают точность с допусками всего +/- 1%.Однако конденсаторы громоздки и дороги.
Рис. 7. Конденсаторы из серебряной слюды — изображение с Wikimedia Commons
Стекло
Стеклянные конденсаторы используются в радиочастотных цепях, где требуется максимальная производительность. Они имеют низкий температурный коэффициент без гистерезиса, нулевую скорость старения, отсутствие пьезоэлектрического шума, нулевую скорость старения и чрезвычайно низкие потери. Кроме того, они обладают большой допустимой нагрузкой по ВЧ-току при высоких рабочих температурах, часто до 200°C.
Проходные конденсаторы
AVX предлагает линейку проходных конденсаторов стандартных размеров 0805 и 1206.Эти конденсаторы являются идеальным выбором для подавления электромагнитных помех, широкополосной фильтрации ввода-вывода или кондиционирования линий электропередач Vcc. Уникальная конструкция проходного конденсатора обеспечивает низкую параллельную индуктивность и превосходную способность развязки для всех сред с высоким значением di/dt, а также обеспечивает значительное снижение шума в цифровых схемах до 5 ГГц. AVX предлагает проходные конденсаторы автомобильного класса, отвечающие требованиям AEC-Q200. Эти конденсаторы доступны в диэлектриках NP0 и X7R с вариантами подключения, в том числе с гальваническим покрытием Ni и Sn.
Взаимозаменяемость типов конденсаторов
Хотя различные типы конденсаторов оптимизированы для различных применений, может быть возможно или желательно заменить один тип другим. Например, компания Panasonic написала подробный информационный документ, в котором показано, как полимерные конденсаторы могут заменить MLCC в различных приложениях. Информация из этой статьи приведена ниже.
Современные разработки в области интегральных схем и связанные с ними требования к их характеристикам предъявляют более строгие требования к их компонентам, включая конденсаторы.Эта тенденция очевидна, например, в конструкциях преобразователей постоянного тока. Они ведут к повышению энергоэффективности, увеличению токов нагрузки, миниатюризации и более высоким частотам переключения. Такие тенденции требуют конденсаторов, которые могут выдерживать более высокие токовые нагрузки при меньшем объеме. Растет потребность в балансе между высокой производительностью и удельной мощностью и долговечностью, высокой надежностью и безопасностью.
Выходные конденсаторы необходимы для преобразователей постоянного тока, поскольку вместе с основной катушкой индуктивности они обеспечивают запас электрической энергии для выхода и сглаживают выходное напряжение.Входные конденсаторы должны хорошо работать с точки зрения рассеиваемой мощности и пульсаций. Они должны поддерживать напряжение и гарантировать, что напряжение на шине остается стабильным для инвертора.
Различные типы конденсаторов могут использоваться для этих входных и выходных преобразователей постоянного тока. На рис. 8 показаны некоторые варианты, в том числе электролитические конденсаторы, OSCON, SP-Caps, POS-Caps, пленочные конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы (MLCC), и ранжированы их характеристики в соответствии с каждой характеристикой. Хотя лучший выбор зависит от приложения, мы можем сравнить относительные характеристики каждого типа.
Рис. 8: Типы и характеристики конденсаторов – Изображение предоставлено Panasonic
Несмотря на то, что электролитические конденсаторы обеспечивают наибольшее ESR, их характеристики емкости и тока утечки значительно ухудшаются при более высоких температурах и частотах. Очень низкие ESR и ESL керамических конденсаторов обеспечивают отличные переходные характеристики, но они имеют ограничения по снижению номинальных характеристик емкости. Они также могут работать при очень высоких токах пульсаций, но они склонны к выходу из строя из-за старения и требуют меньших рабочих электрических полей.
Полимерные электролитические конденсаторы широко используются в источниках питания ИС для буферных, обходных и развязывающих функций, особенно в устройствах плоской или компактной конструкции. Таким образом, они конкурируют с MLCC, но имеют более высокие значения емкости и, в отличие от керамических конденсаторов классов 2 и 3, не проявляют микрофонного эффекта.
Для входных и выходных фильтров преобразователя постоянного тока конденсаторы MLCC были наиболее широко используемым типом из-за их низкой стоимости и низких ESR и ESL. Однако они имеют недостатки, в том числе:
Именно здесь находят применение полимерные конденсаторы.Panasonic производит твердотельные полимерные алюминиевые конденсаторы: SP-Caps и OS-CON, танталовые полимерные конденсаторы (POS-CAP) и полимерные гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы. Эти типы полимерных конденсаторов расширяют область применения. Они имеют большую емкость и отличные характеристики смещения, намного превосходящие характеристики MLCC, а также обладают чрезвычайно низкими характеристиками ESR и ESL.
Кроме того, полимерные конденсаторы обеспечивают очень высокую надежность и превосходные характеристики при низких температурах за счет использования твердых полимерных материалов в качестве электролита.
Схема на рис. 9 ниже показывает несколько примеров того, как различные полимерные конденсаторы могут улучшить характеристики конденсаторов MLCC.
Рис. 9: Пример схемы, сравнивающий MLCC и полимерные конденсаторы – Изображение предоставлено Panasonic
Конденсаторы-источники
Различные типы конденсаторов с широким диапазоном рабочих характеристик можно найти на веб-сайте Farnell element14.
Заключение
В этой статье объясняется, что такое конденсатор и как чистая емкость работает в электрической цепи.Однако он также признает, что в реальном мире не существует такого понятия, как чистый конденсатор. Соответственно, были исследованы различные физические и электрические характеристики, которые неизбежно составляют компонент реального конденсатора, и обсужден широкий диапазон типов конденсаторов и их различных характеристик, доступных в настоящее время для различных приложений.
Также было рассмотрено, как иногда один тип конденсатора может быть заменен другим, на примере замены MLCC полимерными конденсаторами.
Типы и характеристики конденсаторов — Дата публикации: 15 октября 2018 г., Farnell element14
Здесь у вас есть список доступных размеров конденсаторов SMD с соответствующими кодами. Конденсаторы SMD чаще всего используются для требований к конденсаторам на печатных платах, которые идеально подходят для крупномасштабного производства. Конденсатор SMD является одним из производных SMT (технология поверхностного монтажа), который состоит из небольших и простых компонентов, которые увеличивают скорость производства.
Конденсатор SMD Размеры, размеры, детали
Что такое SMD-конденсатор?
Конденсатор SMD представляет собой не что иное, как конденсатор с компактными размерами и длинными выводами. Он разработан таким образом, что предлагает некоторые технические преимущества в эксплуатации высокочастотных устройств, а также преимущество для массового производства электронных устройств и устройств.
Эти коды также действительны для размеров резисторов SMD и других размеров корпусов компонентов SMD.
Размеры конденсаторов SMD в дюймах
КОД EIA Размер конденсатора SMD 1005 Площадь основания 0.0157 в × 0,0079 в 0201 след 0,024 в × 0,012 в 0402 след 0,039 в × 0,020 в 0603 след 0,063 в × 0,031 в 0805 след 0.079 в × 0,049 в 1008 след 0,098 в × 0,079 в 1206 след 0.126 в × 0,063 дюйма 1210 след 0,126 в × 0,098 в 1806 след 0,177 в × 0,063 дюйма 1812 след 0,18 в × 0,13 в 1 825 след 0,18 в × 0.25 в 2010 Prodprint 0.197 в × 0.098 в 2512 след 0,25 в × 0,13 в 2920 след 0.29 дюймов × 0,20 дюйма Размеры SMD-конденсаторов в миллиметрах
EIA код Размер пакета 2 Metric Code (не используется) 1005 SMD 0,4 мм × 0,2 мм 402 0201 SMD 0,6 мм × 0,3 мм 603 0402 SMD 1,0 мм × 0,5 мм 1005 1005 0603 SMD 1.6 мм × 0,8 мм 160272 1608 0805 SMD 2,0 мм × 1,25 мм 2012 1008 SMD 1008 мм × 2.0 мм 2520 1206 SMD 3.2 мм × 1,6 мм 3216 1210 SMD 3,21 мм × 2,5 мм 39270272 180277 1802 мм × 1,6 мм 4516 1812 SMD 4.5 мм × 3.2 мм 4532 1827 4,5 мм × 6,4 мм 4564 2010 SMD 5,0 мм × 2,5 мм 50270 2512 SMD 6,3 мм × 3,2 мм 6332 2920 smd 7,4 мм × 5,1 мм Надеюсь, этот небольшой пост о размерах упаковки smd был вам полезен.
Конденсаторы 101 — Размеры и формы
Конденсаторы 101 — размеры и формы
Нынешние конденсаторы совсем не похожи на банку.Конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектриком. Это помогает поддерживать электрический заряд между его пластинами. Для диэлектрика используются различные материалы, такие как пластик, бумага, воздух, тантал, полиэстер, керамика и т. д. Основное назначение диэлектрика — предотвратить соприкосновение пластин друг с другом.
Конденсатор можно использовать по-разному. Например, в телекоммуникационной отрасли конденсаторы переменной емкости используются для регулировки частоты и настройки оборудования связи.Вы можете измерить конденсатор с точки зрения разницы напряжений между его пластинами, так как две пластины имеют одинаковый, но противоположный заряд. В отличие от батареи, конденсатор не генерирует электронов, и, следовательно, ток не течет, если две пластины электрически соединены. Электрически связанные пластины перераспределяют заряд между собой, эффективно нейтрализуя друг друга.
Поскольку между двумя пластинами имеется только диэлектрик, конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный ток в пределах своих расчетных параметров.Если вы подключите конденсатор к клеммам батареи, после зарядки конденсатора не будет никакого тока. Однако переменный ток или сигнал переменного тока будут протекать, чему препятствует только реактивное сопротивление конденсатора, которое зависит от частоты сигнала. Поскольку переменный ток колеблется, он заставляет конденсатор заряжаться и разряжаться, создавая впечатление, что течет ток.
Конденсаторы могут быстро сбрасывать заряд, в отличие от аккумуляторов. Это делает конденсаторы в высшей степени подходящими для создания фотовспышек.Этот метод также используется в больших лазерах для получения очень ярких и мгновенных вспышек.
Молния
Молния, естественное явление, работает очень похоже на конденсатор. Облако — это одна из плит, а земля — другая. Между облаком и землей медленно накапливается заряд. Когда это создает большее напряжение, чем может выдержать воздух (диэлектрик), пробой изоляции вызывает поток зарядов между двумя пластинами в виде молнии.Множество размеров и форм конденсаторов
Вы найдете один или несколько конденсаторов почти в каждой электронной схеме, которую вы строите. И конденсаторы бывают самых разных форм и размеров, на что в основном влияют три фактора: тип материала, из которого изготовлены пластины, тип материала, из которого изготовлен диэлектрик, и емкость.
для поверхностного монтажа — керамический конденсатор, размер имеет значение?
для поверхностного монтажа — керамический конденсатор, размер имеет значение? — Stack Overflow на русскомСеть обмена стеками
Сеть Stack Exchange состоит из 179 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетите биржу стекаЭлектротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуЛюбой может задать вопрос
Любой может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину
спросил
Просмотрено 155 раз
\$\начало группы\$Я делаю блок питания, и мне нужно на входе и выходе 4x 22 мкФ @> 5V керамических конденсаторов.
Даже при 10 В я нахожу много дешевых X5R MLCC в размерах 0603, 0805 или 1206. Глядя на это техническое описание, я не вижу заметной разницы между этими моделями.
Думаю, чем меньше, тем лучше, я прав?
спросил 9 авг. 2021 в 15:52
сейчасокновокс27511 серебряный знак1010 бронзовых знаков
\$\конечная группа\$ 2 \$\начало группы\$ответ дан 9 авг 2021 в 16:22
\$\конечная группа\$ 6 \$\начало группы\$Осторожно, очень высокая емкость в самом маленьком корпусе часто определяется как конденсаторы «только для мобильных устройств».Со сроком службы всего несколько лет. Они обменивают надежность на размер.
Помимо этого, самым важным фактором является снижение номинальных характеристик смещения постоянного тока. Ваш 0603 22 мкФ, вероятно, будет иметь реальную емкость менее 8 мкФ при 5 В. 0805 или 1206 дадут вам более высокую фактическую емкость.
Вся такая информация, конечно же, доступна на веб-странице производителя.
ответ дан 27 янв в 0:52
Тимми БролинТимми Бролин57322 серебряных знака77 бронзовых знаков
\$\конечная группа\$ Электротехника Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.
Принять все файлы cookie Настроить параметры
Керамический конденсатор | Типы | Руководство по конденсаторам
Что такое керамические конденсаторы?
В керамическом конденсаторе в качестве диэлектрика используется керамический материал.Керамика была одним из первых материалов, которые стали использовать в производстве конденсаторов, поскольку она была известным изолятором. В керамических конденсаторах использовались многие геометрические формы, некоторые из которых, например, керамические трубчатые конденсаторы и конденсаторы с барьерным слоем, сегодня устарели из-за их размера, паразитных эффектов или электрических характеристик. Типы керамических конденсаторов, наиболее часто используемые в современной электронике, представляют собой многослойные керамические конденсаторы, также называемые керамическим многослойным чип-конденсатором (MLCC), и керамические дисковые конденсаторы.MLCC являются наиболее производимыми конденсаторами, количество которых составляет около 1000 миллиардов устройств в год. Они выполнены по технологии SMD (поверхностного монтажа) и получили широкое распространение благодаря небольшим размерам. Керамические конденсаторы обычно изготавливаются с очень малыми значениями емкости, обычно от 1 нФ до 1 мкФ, хотя возможны значения до 100 мкФ. Керамические конденсаторы также очень малы по размеру и имеют низкое максимальное номинальное напряжение. Они не поляризованы, что означает, что их можно безопасно подключать к источнику переменного тока.Керамические конденсаторы имеют отличную частотную характеристику благодаря низким паразитным эффектам, таким как сопротивление или индуктивность.
Определение керамического конденсатора
Керамический конденсатор представляет собой конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется керамический материал. Двумя наиболее распространенными типами являются многослойные керамические конденсаторы и керамические дисковые конденсаторы.
Характеристики
Точность и допуски
В настоящее время доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2.Керамические конденсаторы класса 1 используются там, где требуется высокая стабильность и низкие потери. Они очень точны, а значение емкости стабильно в зависимости от приложенного напряжения, температуры и частоты. Конденсаторы серии NP0 имеют термостабильность емкости ±0,54 % в общем диапазоне температур от -55 до +125 °C. Допустимые отклонения номинального значения емкости могут составлять всего 1%.
Конденсаторы класса 2имеют большую емкость на единицу объема и используются для менее чувствительных приложений.Их термическая стабильность обычно составляет ±15% в диапазоне рабочих температур, а допуски на номинальные значения составляют около 20%.
Преимущества размера
Когда требуется высокая плотность размещения компонентов, как это имеет место в большинстве современных печатных плат (PCB), устройства MLCC предлагают большое преимущество по сравнению с другими конденсаторами. Чтобы проиллюстрировать этот момент, размер многослойного керамического конденсатора «0402» составляет всего 0,4 мм x 0,2 мм. В такой упаковке 500 и более керамических и металлических слоев.Минимальная толщина керамики по состоянию на 2010 год составляет порядка 0,5 мкм.
Высокое напряжение и высокая мощность
Физически большие керамические конденсаторы могут выдерживать гораздо более высокие напряжения, и они называются силовыми керамическими конденсаторами. Они физически намного больше, чем те, которые используются на печатных платах, и имеют специальные клеммы для безопасного подключения к источнику высокого напряжения. Силовые керамические конденсаторы могут выдерживать напряжение в диапазоне от 2 кВ до 100 кВ, при этом указанная мощность намного превышает 200 вольт-ампер.
Меньшие MLCC, используемые в печатных платах, рассчитаны на напряжение от нескольких вольт до нескольких сотен вольт, в зависимости от применения.
Конструкция и свойства керамических конденсаторов
Дисковые керамические конденсаторы
Дисковые керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия керамического диска серебряными контактами с обеих сторон. Для достижения большей емкости эти устройства могут быть изготовлены из нескольких слоев. Керамические дисковые конденсаторы обычно представляют собой сквозные компоненты и теряют популярность из-за своего размера.Вместо этого используются MLCC, если позволяют значения емкости. Керамические дисковые конденсаторы имеют емкость от 10 пФ до 100 мкФ с широким диапазоном номинальных напряжений от 16 вольт до 15 кВ и более.
Многослойный керамический конденсатор (MLCC)
MLCCизготавливаются путем точного смешивания тонкоизмельченных гранул параэлектрических и сегнетоэлектрических материалов и альтернативного наслаивания смеси металлическими контактами. После завершения наслоения устройство доводится до высокой температуры и смесь спекается, в результате чего получается керамический материал с желаемыми свойствами.Полученный конденсатор в основном состоит из множества меньших конденсаторов, соединенных параллельно, что увеличивает емкость. MLCC состоят из 500 слоев и более, с минимальной толщиной слоя около 0,5 мкм. По мере развития технологии толщина слоя уменьшается, и для того же объема могут быть достигнуты более высокие емкости.
Области применения керамических конденсаторов
Имея в виду, что MLCC являются наиболее широко производимыми конденсаторами в электронной промышленности, само собой разумеется, что эти конденсаторы имеют бесчисленное множество применений.Интересным высокоточным и мощным приложением является резонансный контур в передающих станциях. Мощные конденсаторы класса 2 используются в высоковольтных источниках питания лазеров, силовых автоматических выключателях, индукционных печах и т. д. Конденсаторы малой формы для поверхностного монтажа часто используются в печатных платах, а в приложениях с высокой плотностью используются конденсаторы, сравнимые с размером с песчинку. Они также используются в преобразователях постоянного тока, которые создают большую нагрузку на компоненты в виде высоких частот и высокого уровня электрических помех.Керамические конденсаторы также можно использовать в качестве конденсаторов общего назначения, поскольку они не поляризованы и доступны с большим разнообразием емкостей, номинальных напряжений и размеров. Многие любители, особенно в области робототехники, знакомы с керамическими дисковыми конденсаторами, используемыми в щеточных двигателях постоянного тока для минимизации ВЧ-шума.
Стандартные значения, используемые в конденсаторах, катушках индуктивности и резисторах
10
15
22
33
47
6810
12
15
18
22
27
33
39
47
56
68
8210
11
12
13
15
13
15
16
18
20
27
24
27
30
27
30
3 9
36
39
43
47
51
47
51
56
62
68
75
82
91
82
91
82
91100 +
102
105
107
110
110
113
115
118
121
124
127
130
133
137
140
143
147
150
147
158
162
165
169
174
17 98
182
187
191
9069 91
196
9
205 9069 9 9069
215
221
226
232
237
232
237
243
261
255
261
267
264
280
287
294
301
309316
324
332
340
348
357
365
374
383
392
402
412
422
432
442
453
464
475
487
499
511
523
536
549
562
576
590
604
619
634
649
665
681
698
715
732
750
768
787
806
825
845
866
887
909
931
953
976100 +
102
10669 102
105
107
110
113
115
9069 9069 120
121
124
127
130
133
137
140
137
147
143
147
150
160
162
165
169 99
174
178
180
182
187
187
91
196
200
205
210
215
220
215
226
232
226
232
237
240
243
249
255
261
264
270
264
280
287
294
300
301
309
316
324330
332
340
348
357
360
365
374
383
390
392
402
412
422
430
432
442
453
464
470
475
487
499
510
511
523
536
549
560
562
576
590
604
619
620
634
649
665
680
681
698
715
732
750
768
787
806
820
825
845
866
887
909
910
931
953
976Миф о трех номиналах конденсаторов | 2020-03-03
Сегодня многие конструкции включают в себя три развязывающих конденсатора разной емкости или, при использовании только одного конденсатора, небольшую емкость, например 0.1 мкФ. Эти рекомендации основаны на предположениях 50-летней давности, которые сегодня неприменимы. Пришло время пересмотреть эти устаревшие, унаследованные принципы проектирования.
Мифы как код наследия
С самого начала электронная промышленность тянулась в будущее благодаря четырем силам: быстрее, меньше, дешевле, сейчас. Это стимулировало постоянное продвижение революционных и эволюционных разработок в области технологий, материалов, производства и дизайна. Иногда принципы проектирования, принятые нами в предыдущем поколении, становятся «устаревшим кодом» в следующем поколении и больше не применяются.То, что сработало для одной комбинации технологий межсоединений, может не применяться к новой комбинации. Устаревшее руководство по проектированию становится мифом и должно быть пересмотрено.
Единственная постоянная перемена
Наша промышленность стала свидетелем революционных достижений от ламп до транзисторов, интегральных схем и систем в корпусах. Мы испытали на себе революционные достижения от дискретной проводки до однослойных и двухслойных печатных плат, многослойных плат и технологий HDI.Мы стали свидетелями революционных достижений, начиная от первых устройств со сквозными отверстиями, таких как простые корпуса металлических банок, и заканчивая DIP-матрицами, большими массивами штыревых решеток, корпусами для поверхностного монтажа с выводными рамками, небольшими органическими подложками печатных схем, массивами шариковых решеток, корпусами в масштабе микросхем и т. многочиповые модули. Моментальный снимок во времени с четырьмя репрезентативными технологическими поколениями плат и корпусов показан на Рис. 1 .
Рис. 1 Четыре снимка во времени.Слева направо: трубки и дискретные провода, трубки и печатные платы, дискретные транзисторы и печатные платы, а также корпуса BGA для поверхностного монтажа с многослойными печатными платами.
Влияние поколений технологий на дизайн
Фундаментальные принципы взаимодействия сигналов с межсоединениями не изменились. Они до сих пор основаны на уравнениях Максвелла 150-летней давности. Однако то, как мы реализуем принципы проектирования и превращаем их в рекомендации по проектированию, меняется с каждым поколением упаковки и технологий межсоединений.
На заре использования ламп с дискретной проводкой межсоединения часто были прозрачными. Когда межсоединения имели значение, первой проблемой обычно были перекрестные помехи из-за больших индуктивностей контура. Были популярны принципы проектирования «чем короче, тем лучше», а также объединение силовых и заземляющих проводов.
Когда были введены многослойные платы, часть этого устаревшего кода продолжала прокладывать питание и землю в виде отдельных проводов, а не использовать заземляющие плоскости. Наследие сохранения близкого расположения питания и заземления сдерживало внедрение заземляющих плоскостей в некоторых ранних проектах.
Когда тактовая частота превысила 20 МГц, стали преобладать эффекты линии передачи, а управляемый импеданс, топологии маршрутизации и стратегии согласования стали важными движущими силами при проектировании межсоединений. Устаревший код «чем короче, тем лучше» способствовал некоторому нежеланию использовать топологии последовательной маршрутизации, которые могли бы привести к большей длине пути, но к меньшему шуму отражения.
Когда мы перешли на режим 1 Гбит/с, потери стали важными, и мы начали выбирать другие материалы помимо обычных материалов на основе эпоксидного стекла, чтобы уменьшить потери.При использовании этих ламинатов с более низкими потерями мы обнаружили, что потери в меди выше 5 Гбит/с выше, чем ожидалось, и мы обнаружили, что более гладкая медь лучше. При скорости выше 10 Гбит/с мы обнаружили, что 50-летний подход к созданию печатных плат, армированных стекловолокном, усугубляет новую проблему перекоса плетения стекла или волокна.
Новые технологии требуют новых правил проектирования. Старые правила изготовления печатных плат из эпоксидного стекла с высокой прочностью на отрыв не обязательно являются лучшими рекомендациями по проектированию в эпоху мультигигабитных межсоединений.
Эксперты отрасли впереди
Руководящие принципы проектирования, которые мы ежедневно применяем в наших электронных продуктах, были разработаны лидерами отрасли. Это компании с преданными экспертами в области целостности сигнала, целостности питания, электромагнитной совместимости, материалов, производства, надежности и интеграции, которые внедряют передовые продукты. Эти эксперты применяют фундаментальные принципы для разработки рекомендаций по проектированию новых материалов, технологий интегральных схем и технологий межсоединений, которые они внедряют.
Но иногда то, что работало в одном поколении технологий, становится мифом в следующем поколении. Поскольку эти правила проектирования были установлены экспертами, остальная часть отрасли иногда не хочет отказываться от старых рекомендаций по проектированию и продолжает использовать их в технологиях нового поколения, где они могут быть неприменимы. Они становятся мифами, укоренившимися в нашем наборе инструментов.
Если последний проект работал в соответствии с этими старыми рекомендациями по проектированию, часто считается, что это произошло из-за рекомендаций по проектированию, даже если это могло произойти вопреки им.Иногда унаследованный код нейтрален, иногда у него есть недостатки. Даже если он нейтрален, если он не позволяет установить лучшее руководство по дизайну, он становится отрицательным. Это становится мифом, готовым быть вытесненным.
Миф о рекомендациях по проектированию, например использование трех разных конденсаторов на вывод питания для развязки, который снижает производительность в конструкции следующего поколения, всегда следует пересматривать.
Высокочастотные конденсаторы
Идеальная модель эквивалентной электрической цепи реального конденсатора хорошо описывается простой последовательной RLC-схемой, когда монтажная индуктивность превышает примерно 1 нГн.Когда он ниже 1 нГн, появляются новые эффекты, и модель линии передачи для реального конденсатора лучше соответствует.
Простая модель RLC применима к большинству поколений конденсаторов. Пример измеренного импеданса реального конденсатора SMT, MLCC и смоделированного импеданса идеальной последовательной цепи RLC показан на рис. 2 .
Рис. 2 Пример измеренного импеданса (синий) и фазы реального конденсатора SMT и смоделированного импеданса (красный) простой модели цепи RLC.Разница в измеренной и смоделированной фазе указывает на поведение ESR в реальном конденсаторе, не включенном в простую модель RLC.
Эта модель цепи RLC серии является самой простой моделью, которая обычно применяется во всем технологическом диапазоне электролитических, танталовых, керамических, MLCC конденсаторов, как для сквозного, так и для поверхностного монтажа. Это только модель первого порядка, и многие реальные конденсаторы могут быть лучше согласованы с моделями второго порядка. Но эта первая модель дает представление о роли этих трех важных терминов.
Идеальный C соответствует поведению импеданса на низкой частоте. R часто называют эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR). Это связано с реальными выводами конденсатора, металлизацией пластин и, в меньшей степени, с другими механизмами потерь в конденсаторе. L называется эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL). В первую очередь это связано с внутренней структурой конденсатора и путями питания и заземления его печатной платы к контактам микросхемы, к которым он подключается.
Во времена сквозных конденсаторов, начавшихся более 50 лет назад, двумя широко используемыми технологиями изготовления конденсаторов были электролитические и керамические дисковые. Их примеры показаны на Рисунок 3 .
Рис. 3 Примеры электролитических и керамических дисковых конденсаторов. Конденсаторы меньшего физического размера имеют меньшую емкость, меньший ESL и больший ESR.
Как в технологии электролитических конденсаторов, так и в технологии керамических дисковых конденсаторов существует прямая связь между величиной емкости, которую можно создать в конденсаторе, и его физическими размерами и длиной выводов.Емкость большего значения означает больший физический размер конденсатора.
Поскольку ESL также зависит от физического размера конденсатора и длины его выводов, конденсаторы большей емкости также имеют больший ESL. Например, электролитический конденсатор емкостью 47 мкФ может иметь ESL до 30 нГн, в то время как небольшой дисковый конденсатор емкостью 0,1 мкФ может иметь ESL всего 7 нГн.
Даже значение ESR зависит от технологии и размера конденсатора. Электролитический конденсатор может иметь ESR порядка от 0,1 до 5 Ом.Конденсаторы меньшего размера обычно имеют более высокое ESR. Керамический дисковый конденсатор может иметь ESR порядка от 0,1 до 1 Ом.
Эта связь между значением емкости и ESL резко влияет на профиль импеданса конденсатора большой и малой емкости. На низкой частоте импеданс реального конденсатора примерно равен его емкости. На высокой частоте импеданс реального конденсатора примерно равен его индуктивности. На рис. 4 показан пример трех разных конденсаторов с тремя разными профилями импеданса.Значения компонентов их модели первого порядка могут быть следующими:
Рис. 4 Смоделированный профиль импеданса этих трех конденсаторов. Наименьшее значение обеспечивает низкий импеданс на высоких частотах.
В случае конденсаторов со сквозным отверстием, имеющих выводы, обычно правильно, что конденсаторы меньшей емкости имеют меньшие размеры и могут быть установлены с более низкой индуктивностью контура. Это означает, что они будут иметь более низкий импеданс на более высокой частоте. При поиске сквозного конденсатора с низким импедансом на высокой частоте выберите конденсатор небольшого номинала и размера.
Вот почему конденсаторы малой емкости часто называют «высокочастотными». Из-за более коротких выводов при установке на печатную плату с низкой индуктивностью контура они обеспечивают самый низкий импеданс на высокой частоте.
Если нам нужен самый низкий импеданс на низких частотах, а также самый низкий импеданс на высоких частотах, обычной практикой было подключение двух или трех конденсаторов параллельно. Конденсатор большой емкости обеспечивает низкий импеданс на низкой частоте, а конденсатор малой емкости с более низким ESL обеспечивает низкий импеданс на высокой частоте.Параллельная комбинация использует лучшее из обеих конфигураций.
Конденсаторы MLCC и миф о высокочастотном конденсаторе
Когда мы переключаемся на конденсаторы, основанные на технологии поверхностного монтажа MLCC, свойства конденсатора сильно отличаются от конденсаторов с выводами. На рис. 5 показаны примеры конденсаторов MLCC типа 1206 со значениями емкости, соответствующими той же емкости соответствующих керамических дисковых конденсаторов.
Рис.5 конденсаторов MLCC в корпусах 1206 (вверху) и керамических дисковых конденсаторов соответствующей стоимости.
Часто для одного и того же размера корпуса можно получить широкий диапазон значений емкости. Иметь 10 мкФ в 0402 так же легко, как и 0,01 мкФ. Это означает, что ESL конденсатора MLCC, если он оптимально встроен в плату, не будет зависеть от значения его емкости.
На самом деле, используя конструкции с малой индуктивностью контура, ESL MLCC может быть меньше 1 нГн даже на двухслойной печатной плате.Пример измеренного профиля импеданса конденсатора MLCC емкостью 1 мкФ на двухслойной плате толщиной 0,63 мил с ESL 0,620 нГн показан на рис. 6 .
Рис. 6 Пример профиля измеренного импеданса конденсатора MLCC емкостью 1 мкФ на печатной плате с 0,620 нГн ESL. Это также указывает на необходимость модели 2-го порядка, когда монтажная индуктивность меньше 1 нГн. Измерение любезно предоставлено Пикотестом.
А 10 и 0.Конденсатор MLCC емкостью 1 мкФ будет иметь точно такой же высокочастотный импеданс. Конденсатор с меньшим значением емкости больше не является «высокочастотным» конденсатором. По сути, конденсатор MLCC на 10 мкФ будет еще и «высокочастотным» конденсатором.
Если в конструкции важен низкий ESL, всегда следует использовать конденсаторы MLCC. Даже конденсатор MLCC емкостью 10 мкФ может иметь менее 10 процентов ESL и импеданс «высокочастотного» керамического дискового конденсатора.
В более старых продуктах, когда использовались сквозные конденсаторы, емкость меньшего значения имела более низкий ESL и более низкий импеданс на более высокой частоте.Когда на плате было место только для одного конденсатора на выводе питания и переходный ток от этого вывода был небольшим, был указан один «высокочастотный» конденсатор с малой индуктивностью. Это низкое значение емкости, обычно 0,1 мкФ.
Когда для вывода было достаточно места для трех конденсаторов, обычно указывался диапазон значений трех конденсаторов. Это обеспечило более низкий импеданс на высокой частоте и более низкий импеданс на низкой частоте, чем просто конденсатор с одним номиналом. Рисунок 7 является примером типичной схемы, показывающей эти общие характеристики.
Рис. 7 Пример типичной схемы, показывающей развязывающую сеть с тремя конденсаторами разной емкости и одним конденсатором малой емкости.
Однако этот схематический пример был взят не из старой конструкции с использованием сквозных деталей и сквозных конденсаторов, а вместо этого из платы микроконтроллера Cortex M4 с передним краем 120 МГц, спроектированной и собранной с конденсаторами MLCC. Миф о высокочастотном конденсаторе перенесен в эту конструкцию, как и во многие другие, в которых до сих пор указывается конденсатор малой емкости, используемый как один конденсатор, и три разных номинала для выводов с более высоким током.
Миф о высокочастотном конденсаторе и использовании конденсаторов с тремя разными значениями является устаревшим кодом, который до сих пор присутствует во многих современных конструкциях.
Что лучше?
Итак, что лучше: три конденсатора с разницей номиналов в десять лет или три конденсатора одинакового номинала?
К сожалению, только системный анализ с точными моделями всех элементов может дать ответ на этот вопрос.
Если в спецификации рекомендуется использовать конденсаторы трех разных номиналов, велика вероятность, что инженер, написавший спецификацию, никогда не проводил анализа и использует руководство по проектированию 50-летней давности, основанное на мифе о высокочастотном конденсаторе. .Обоснование этой рекомендации исчезло с появлением конденсатора MLCC 20 лет назад. Подозревайте дизайн PDN.
В этом случае, вероятно, не имеет значения, что вы используете. Ваш продукт может работать, несмотря на номиналы конденсаторов, но, вероятно, не благодаря им.
При параллельном соединении трех конденсаторов разной емкости с одним и тем же ESL между их собственными резонансными частотами образуются два параллельных резонансных пика. Пиковые значения импеданса связаны с емкостью и индуктивностью соседних конденсаторов, а также с ESR конденсаторов.
На рисунке 8 показан смоделированный профиль импеданса трех различных комбинаций по три конденсатора в каждой. Одной из комбинаций является рекомендация для 10, 1 и 0,1 мкФ, реализованная в сквозной технологии. Вторая — та же комбинация, реализованная в технологии конденсаторов MLCC. Третья комбинация — все те же конденсаторы MLCC 10 мкФ. ESL конденсаторов MLCC составляет 1 нГн.
Рис. 8 Смоделированные профили импеданса трех разных и трех одинаковых конденсаторов MLCC.
Конденсаторы с тремя номиналами одинаковой большой емкости могут обеспечить более низкий импеданс по всему спектру, чем конденсаторы с тремя разными номиналами (и без параллельных резонансных пиков на промежуточных частотах), но это не означает, что это более надежное решение.
Возможно, последний продукт работал, но вы можете понятия не иметь, насколько надежна его конструкция и не могли ли некоторые из неотслеживаемых, невоспроизводимых сбоев быть вызваны чрезмерным шумом при переключении с правильной конвергенцией шаблонов данных, которые видели предельно высокий импеданс при параллельном резонансе.
Не обманывайте себя, думая, что три конденсатора с разными значениями — надежная стратегия или что три конденсатора с одинаковым значением — более надежная стратегия. Без анализа на системном уровне они оба могут быть в равной степени приемлемыми, одинаково маргинальными или несостоятельными из-за одних и тех же ошибок.
Проверка качества
Если вы не собираетесь проводить собственный анализ на уровне системы, спланируйте тщательный план проверки, чтобы найти слабые звенья в PDN и «проверить качество».”
Частью тщательного плана тестирования является разработка для тестирования в PDN. Чем лучше вы сможете охарактеризовать шум (не только на уровне платы, но и на контактных площадках кристалла), используя, например, высокоскоростные измерительные линии, тем лучше вы сможете сравнить одну стратегию развязки с другой. На рис. 9 показан пример измеренного шума напряжения на шине питания кристалла и на уровне платы при переключении ввода-вывода. Шум напряжения на кристалле составляет 600 мВ от пика до пика на шине 5 В.Шум напряжения на уровне платы составляет всего 75 мВ от пика к пику.
Рис. 9 Измеренный шум напряжения на одной и той же шине питания на кристалле, измеренный через измерительную линию, и на плате, обе шкалы одинаковые 200 мВ/дел.
Независимо от области применения всегда важна индуктивность нижней монтажной петли. Вот почему развязывающие конденсаторы MLCC всегда должны быть вторыми компонентами, размещаемыми на плате, чтобы их можно было проложить с наименьшей монтажной индуктивностью.
Если на выводе указан только один конденсатор, что является обычной практикой для многих слаботочных приложений, то всегда используйте максимальную емкость, допустимую для наименьшего практического размера корпуса, при допустимом номинальном напряжении. Без анализа на уровне системы это еще не гарантия надежного продукта, поэтому необходим тщательный план тестирования.
Качество проектирования: правильная стратегия использования развязывающих конденсаторов
Использование трех разных номиналов развязывающих конденсаторов основано на устаревшем предположении, что конденсаторы малой емкости являются «высокочастотными» конденсаторами.В нашу эпоху конденсаторов MLCC, где это допущение неприменимо, что лучше порекомендовать? К сожалению, ответ таков: «это зависит».
Однако существуют некоторые общие рекомендации по проектированию, применимые к большинству систем.
Целью любой PDN является подача постоянного напряжения на те компоненты, которые в нем нуждаются, с приемлемым для приложения уровнем шума. Конденсаторы MLCC, используемые для развязки, являются лишь частью хорошей стратегии PDN.
Одним из основополагающих принципов проектирования PDN является сохранение профиля импеданса, как видно из контактных площадок ИС, плоского импеданса и на приемлемо низком уровне.Это означает уменьшение пиков параллельного резонанса, как правило, за счет добавления большей емкости, уменьшения индуктивности контура и формирования профиля импеданса либо с использованием конденсаторов других номиналов, либо с помощью контролируемого ESR (что уменьшит добротность пиков).
Иногда это означает, что объемная емкость достаточна для уменьшения пикового значения VRM-накопительного конденсатора. На высокочастотном конце плоский профиль импеданса на уровне платы поможет ослабить гору Бандини пика параллельного резонанса емкости на кристалле и индуктивности выводов корпуса.
Выбор номиналов конденсаторов требует анализа на уровне системы, включая VRM на одном конце и потребляющие элементы на другом. Несмотря на то, что вы проектируете все элементы монтажа, чтобы максимально уменьшить индуктивность контура конденсаторов, всегда полезно использовать 3D-симуляторы и инструменты моделирования на основе измерений для разработки точных моделей элементов PDN для моделирования всей системы. Точная модель VRM и индуктивности каждой шины и выводов корпуса на кристалле являются частью общего анализа для разработки надежной конструкции.
При значительной развязке на корпусе более важны низкочастотные свойства объемных конденсаторов и конденсаторов MLCC. Когда доминируют емкость на кристалле и индуктивность выводов корпуса, создавая большую гору Бандини из-за их параллельного резонанса, важно демпфирование за счет плоского профиля импеданса, создаваемого конденсаторами MLCC на уровне платы.
К сожалению, никакая комбинация конденсаторов с тремя номиналами, кроме использования конденсаторов с контролируемым ESR, не обеспечит никакого демпфирования на уровне платы для Bandini Mountain.
Это лишь беглый взгляд на некоторые движущие силы проектирования, которые действительно влияют на оптимизированную и экономичную стратегию развязки. Первым шагом является выявление проблемы. Второй шаг — определение основной причины проблемы, а третий шаг — определение общей стратегии проектирования PDN, обеспечивающей приемлемый уровень шума, частью которой является оптимизированная стратегия развязки.
При наличии разницы в целевом импедансе систем более чем на шесть порядков, от более 10 Ом во многих приложениях IoT до менее 10 мкОм в продуктах на базе крупных сетевых процессоров, не существует единой рентабельной стратегии , но много.
Но это история для другой главы.
Резюме
Происхождение использования конденсаторов трех различных номиналов основано на использовании конденсаторов со сквозными выводами. Конденсаторы с меньшим значением емкости, как правило, будут иметь более низкий ESL и более низкий импеданс на высоких частотах. При использовании конденсаторов со сквозным отверстием использование конденсаторов трех разных номиналов дает преимущество в производительности.
Но с конденсаторами MLCC, которые используются более 20 лет, эти старые рекомендации по проектированию больше не применяются.
Если для развязки указаны только один или три конденсатора, это, вероятно, связано с отсутствием анализа конструкции. Вместо этого то, что работало в предыдущем проекте, рекомендовано в следующем. Дизайн работает, несмотря на использование трех разных значений, и есть вероятность, что он будет работать одинаково хорошо, используя все три одинаковых значения. В этом случае надежность вашего проекта «проверена», а не «разработана».
Наилучший подход — всегда проводить собственный анализ, включая остальную часть системы распределения питания и, если они доступны, точные модели всех ваших компонентов по мере их установки в вашу систему.
Если в вашем проекте указаны три разных номинала конденсаторов, возможно, вы следуете устаревшим рекомендациям по проектированию, которые применялись более 20 лет. Вероятно, пришло время пересмотреть это руководство по проектированию для вашего следующего проекта и провести собственный анализ.
