片式電容是現代電子設備中廣泛應用的一種元件,特別是在移動通信設備、計算機板卡和家電遙控器等領域。
簡介
隨著電子設備向著小型化、大容量化、高可靠性和低成本方向發展,片式電容也隨之快速發展。其種類不斷增加,體積不斷縮小,性能不斷提升,技術不斷進步,材料不斷更新。輕薄短小的產品逐漸標準化和通用化。同時,片式電容的應用領域正在從消費類設備擴展到投資類設備。為了適應便攜式通信工具的需求,片式電容器正向低電壓、大容量、超小和超薄的方向發展。為了適應某些電子整機的發展,高耐壓、大電流、大功率、超高Q值、低ESR型的中高壓片式電容器也是一個重要發展方向。為了適應線路高度集成化的要求,多功能復合片式電容器也成為技術研究熱點。
結構原理
片式疊層陶瓷介質電容器是片式電容器中最常見的類型。其結構類似于獨石,由多個簡單平行板電容器并聯組成。電容量可通過改變電極層數、介電常數、電極覆蓋面積和電極間距等因素來調整。介電常數K值取決于填充介質的陶瓷材料,其穩定性、可靠性和耐用性能受到環境溫度、工作電壓和頻率等因素的影響。常用的陶瓷介質包括MgTiO3、CaTiO3、SrTiO3和TiO2等,具有介電系數大、介質損耗低、溫度系數小等特點。其他類型的陶瓷介質還包括強介鐵電陶瓷,其介電系數極高,但穩定性較差。
常用介質材料
常用的片式電容器介質材料可分為COG/NPO、X7R、Y5V/Z5U等類型。COG/NPO材料適用于-55℃至+125℃的工作溫度范圍,電容量變化不超過±30ppm/℃。X7R材料適用于-50℃至+125℃的工作溫度范圍,電容量變化可達±15%。Y5V/Z5U材料適用于更廣泛的溫度范圍,但電容量變化幅度較大。
性能特征
NPO電容器
NPO電容器具有最高的穩定性和最小的介質損耗。其填充介質包含銣、釤和其他稀有氧化物。在-55℃至+125℃的溫度范圍內,電容量變化非常小。NPO電容器適用于高頻電路中的耦合電容。
X7R電容器
X7R電容器被稱為溫度穩定型陶瓷電容器。在-55℃至+125℃的溫度范圍內,電容量變化可達±15%。X7R電容器適用于工業應用,其電容量隨電壓和頻率的變化較為穩定。
Z5U電容器
Z5U電容器具有較大的電容量和較低的成本。在一定的工作條件下,電容量變化較大,但其低等效串聯電感和電阻使其在退耦電路中得到廣泛應用。
Y5V電容器
Y5V電容器具有較高的介電常數,可在較小的物理尺寸下提供較大的電容量。然而,其電容量和介質損耗隨溫度變化較大。
技術指標
片式電容器的技術指標包括容量與誤差、額定工作電壓、溫度系數、絕緣電阻、損耗和頻率特性。在實際使用中,應考慮環境溫度、工作電壓和儲存時間對電容器電容量的影響。
應用
片式電容器在電子電路中的主要應用包括濾波、耦合、去耦、旁路、諧振、時間常數和反饋等。在設備電磁干擾抑制中,片式電容器可用于電源線路濾波、去耦、旁路、共模濾波、輻射抑制等。與片式磁珠和片式電感器結合使用,可提高干擾抑制效果。
線路形式
片式二端電容器
片式二端電容器是最常見的片式電容器形式。村田制作所生產的GRM15/18/21/31系列片式電容器適用于各種電子設備,包括去耦和濾波、頻率控制、調諧和阻抗匹配、中高壓轉換、交流電路和汽車傳動與安全設備等。
片式三端電容器
片式三端電容器的設計旨在改善傳統陶瓷圓片電容器的高頻特性。村田制作所開發的三端電容器通過巧妙利用引線電感,提高了對干擾的抑制作用。
參考資料 >
片電容概述:全稱:多層(積層、疊層)片式陶瓷電容.道客巴巴.2024-11-01
SMT元件尺寸詳解.道客巴巴.2024-11-01
片式電容.片式電容.2024-11-01