片式电容
电遥控器中使用的元件之一
片式电容是现代电子设备中广泛应用的一种元件,特别是在移动通信设备、计算机板卡和家电遥控器等领域。
简介
随着电子设备向着小型化、大容量化、高可靠性和低成本方向发展,片式电容也随之快速发展。其种类不断增加,体积不断缩小,性能不断提升,技术不断进步,材料不断更新。轻薄短小的产品逐渐标准化和通用化。同时,片式电容的应用领域正在从消费类设备扩展到投资类设备。为了适应便携式通信工具的需求,片式电容器正向低电压、大容量、超小和超薄的方向发展。为了适应某些电子整机的发展,高耐压、大电流、大功率、超高Q值、低ESR型的中高压片式电容器也是一个重要发展方向。为了适应线路高度集成化的要求,多功能复合片式电容器也成为技术研究热点。
结构原理
片式叠层陶瓷介质电容器是片式电容器中最常见的类型。其结构类似于独石,由多个简单平行板电容器并联组成。电容量可通过改变电极层数、介电常数、电极覆盖面积和电极间距等因素来调整。介电常数K值取决于填充介质的陶瓷材料,其稳定性、可靠性和耐用性能受到环境温度、工作电压和频率等因素的影响。常用的陶瓷介质包括MgTiO3、CaTiO3、SrTiO3和TiO2等,具有介电系数大、介质损耗低、温度系数小等特点。其他类型的陶瓷介质还包括强介铁电陶瓷,其介电系数极高,但稳定性较差。
常用介质材料
常用的片式电容器介质材料可分为COG/NPO、X7R、Y5V/Z5U等类型。COG/NPO材料适用于-55℃至+125℃的工作温度范围,电容量变化不超过±30ppm/℃。X7R材料适用于-50℃至+125℃的工作温度范围,电容量变化可达±15%。Y5V/Z5U材料适用于更广泛的温度范围,但电容量变化幅度较大。
性能特征
NPO电容器
NPO电容器具有最高的稳定性和最小的介质损耗。其填充介质包含铷、钐和其他稀有氧化物。在-55℃至+125℃的温度范围内,电容量变化非常小。NPO电容器适用于高频电路中的耦合电容。
X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型陶瓷电容器。在-55℃至+125℃的温度范围内,电容量变化可达±15%。X7R电容器适用于工业应用,其电容量随电压和频率的变化较为稳定。
Z5U电容器
Z5U电容器具有较大的电容量和较低的成本。在一定的工作条件下,电容量变化较大,但其低等效串联电感和电阻使其在退耦电路中得到广泛应用。
Y5V电容器
Y5V电容器具有较高的介电常数,可在较小的物理尺寸下提供较大的电容量。然而,其电容量和介质损耗随温度变化较大。
技术指标
片式电容器的技术指标包括容量与误差、额定工作电压、温度系数、绝缘电阻、损耗和频率特性。在实际使用中,应考虑环境温度、工作电压和储存时间对电容器电容量的影响。
应用
片式电容器在电子电路中的主要应用包括滤波、耦合、去耦、旁路、谐振、时间常数和反馈等。在设备电磁干扰抑制中,片式电容器可用于电源线路滤波、去耦、旁路、共模滤波、辐射抑制等。与片式磁珠和片式电感器结合使用,可提高干扰抑制效果。
线路形式
片式二端电容器
片式二端电容器是最常见的片式电容器形式。村田制作所生产的GRM15/18/21/31系列片式电容器适用于各种电子设备,包括去耦和滤波、频率控制、调谐和阻抗匹配、中高压转换、交流电路和汽车传动与安全设备等。
片式三端电容器
片式三端电容器的设计旨在改善传统陶瓷圆片电容器的高频特性。村田制作所开发的三端电容器通过巧妙利用引线电感,提高了对干扰的抑制作用。
参考资料
SMT元件尺寸详解.道客巴巴.2024-11-01
片式电容.片式电容.2024-11-01
目录
概述
简介
结构原理
常用介质材料
性能特征
NPO电容器
X7R电容器
Z5U电容器
Y5V电容器
技术指标
应用
线路形式
片式二端电容器
片式三端电容器
参考资料