企业名:肇庆爱晟电子科技有限公司
类型:生产企业
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地址:广东广州中国广东肇庆市肇庆市端州区睦岗镇棠下工业区
特性:
体积小,容量大,工业生产,尺寸标准
按照电感器在线路中的作用,主要有波形发生和扼流电*两方面的应用。
作为电磁兼容的对策器件,主要是将电感器作为扼流圈来使用,这在电源和信号电路中都有应用。用它构成的滤波电路具有较宽的频率抑制特性和较高的通过电流。这种电感器不需要有高的Q值,而低的直流电阻可以*在额定电流通过时有*小的电压降。
片式电容器
为了满足电子设备的整机向小型化、大容量化、高*性和*方向发展的需要,片式电容也在*地发展:种类不断增加,体积不断缩小,性能不断*,技术不断进步,材料不断更新,轻薄短小系列产品已趋向于标准化和通用化。此外,为了适应线路高度集成化的要求,多功能复合片式电容器正成为技术研究热点。
5.1 片式叠层陶瓷介质电容器
在片式电容器里用得*多的要数片式叠层陶瓷介质电容器(MLCC)了。
片式叠层陶瓷电容器,简称片式叠层电容器(或进一步简称为片式电容器),是由印好电*(内电*)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电*),形成独石结构,故也叫独石电容器,如图8所示。
图8表明,片式叠层陶瓷电容器是一个多层叠合的结构,其实质是多个简单平行板电容器的并联体。因此,该电容器的电容量计算公式为
C=NKA/t
式中,C为电容量;N为电*层数;K为介电常数(俗称K值);A为相对电*覆盖面积;t 为电*间距(介质厚度)。
由此式可见,为了实现片式叠层陶瓷电容*容量和小体积的要求。只要*N(增加层数)便可*电容量。当然采用高K值材料(降低稳定性能)、增加A(*体积)和减小t(降低电压耐受能力)也是可以采取别的办法。
其中介电常数K,取决于电容器中填充的陶瓷介质材料。电容器使用的环境温度、工作电压、工作频率以及长期工作的稳定性等对不同的介质会有不同的影响。通常介电常数(K值)越大,则稳定性、*性和耐用性便越差。
目前*常用的多层陶瓷电容器介质有三个类型:COG或NPO是*稳定材料,K值为10~100;X7R是较稳定的材料,K值为2000~4000;Y5V或Z5U为一般用途的材料,K值为5000~25000。
上述材料中,COG和NPO为*稳定材料,在-55℃~ 125℃范围内电容器的容量变化不*过&plu*n;30ppm/℃。
其余材料是按其工作温度的范围和电容量的变化率来命名的。详见表1:
表 1
下限温度(代码) 上限温度(代码) 电容量变化率(代码)
+10℃ (Z)
-30℃ (Y)
-50℃ (X) +45℃ (2)
+65℃ (4)
+85℃ (5)
+105℃ (6)
+125℃ (7) &plu*n;1.0% (A)
&plu*n;1.5% (B)
&plu*n;2.2% (C)
&plu*n;3.3% (D)
&plu*n;4.7% (E)
&plu*n;7.5% (F)
&plu*n;10% (P)
&plu*n;15% (R)
&plu*n;22% (S)
+22~-33% (T)
+22~-56% (U)
+22~-82% (V)
常用的介质材料中:
X7R代表使用温度范围为-50℃至 125℃;此范围内的电容量变化可*&plu*n;15%。
Z5U代表使用温度范围为 10℃至 85℃;此范围内的电容量变化从-56%至 22%。
Y5V代表使用温度范围为-30℃至 85℃;此范围内的电容量变化从-82%至 22%。
这些关系表明,对片式电容器选择不能一味只考虑体积和价格,如果有使用环境温度问题,还应当注意电容器的介质带来的电容量变化问题。图9画出了不同材质电容器电容量以及介质损耗随温度变化的曲线。
不同材质的电容器性能和应用事项是:
① NPO电容器
NPO电容器是电容量*稳定和介质损耗*小的电容器。在温度-55℃至 125℃的电容量变化为0&plu*n;30ppm/℃;另外,电容量随频率及相对使用寿命的变化都*小。
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。
② X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型陶瓷电容器。在温度在-55℃至 125℃时的容量变化为15%,需要注意的是,此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,也*间的变化而变化,但是要比Z5U和Y5V电容器好得多。
X7R电容器主要用在电压要求不高的工业场合,而且电压变化所造成的容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是,相同的体积下(与NPO电容器比)电容量可以做得比较大。
③ Z5U电容器
Z5U电容器称为“通用”陶瓷片式电容器。它*主要优点的是小尺寸和*。在已经讲过的三种片式电容中,同样体积下,Z5U电容器具有*大的电容量。
但Z5U电容量受环境和工作条件影响较大,另外介质损耗可以*3%。
尽管它的容量不稳定,但它*的体积小、等效串联电感(*L)和电阻(*R)低、以及频率响应好的优点,使这种电容获得了广泛应用,*是在退耦电路的应用。
④ Y5V电容器
Y5V电容器是有*温度限制的通用电容器,在-30℃到 85℃范围内其容量变化可以* 22%至-82%,另外,介质损耗可以*5%。
但Y5V的高介电常数,允许在较小的物理尺寸下制造出*4.7μF的电容器。
*后,说一说工作电压和储存时间对电容器容量变化的影响:
① 使用电压对电容器的电容量有影响。图10可见在施加额定电压后,有些电容器的电容量会大幅下降(如ZU5),有可能达不到使用效果。这同样说明在电容器上选择不能一味追求大容量和小体积,*须在容量和使用电压上留有充分余地。
② 储存时间对电容器的容量也有影响。
对*稳定的电容器,如COG和X7R,电容器*间*的容量变化不大。
可是Z5U/Y5V这类电容器,存放1000小时后的电容量变化可以*5~10%,或更大。但电容器的容量老化是可逆的,每次将电容温度升到125℃,老化过程便重新开始。所以,这类电容器在长时间存放后所发生的容量偏低不属于产品质量问题,其特性是*合国际规范的。对容量偏低电容器,将其放在150℃左右的环境下预热1小时,其电容量就能得到恢复。
5.2 片式电容器在设备电磁干扰抑制中的应用
片式电容器在电子电路中的主要应用有:滤波、耦合、去耦、旁路、谐振、时间常数(定时)和反馈等。片式电容器在设备中电磁干扰抑制的应用,只是片式电容器的一个应用方面,为了突出电容器的 “对策”作用,才专门列成一节。其中,电源线路去耦和滤波也是设备电磁干扰抑制的一部分。此外还有信号线的共模滤波,信号线和电源线的辐射抑制等。
有时为了使片式电容干扰抑制的效果更加显现,还要与片式磁珠和片式电感器结合起来使用。现时还有一种将电容和电感综合在一个元件里的片式复合器件(见本文第六章:“片式高频噪声抑制组件”)可以供应,使用更方便,效果也更好。
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