Керамический конденсатор: что это такое и его преимущества

В этом блоге мы уже комментировали другие Электронные компоненты, включая электролитические конденсаторы, y как их можно проверить, в настоящее время настала очередь керамического конденсатора, особый тип этих пассивных устройств, которые также широко используются во многих цепях всех видов и имеют некоторые особенности по сравнению с электролитическими конденсаторами.

С этим руководством вы поймете Кто они такие, как они построены, возможные приложения, как они работают, а также некоторые примеры использования и где их можно купить.

Индекс

• 1 Что такое конденсатор?
• 2 керамический конденсатор
  • 2.1 История керамического конденсатора
  • 2.2 Типы керамических конденсаторов
  • 2.3 приложений
• 3 Характеристики конденсатора
  • 3.1 коды
• 4 Преимущества и недостатки
• 5 Как проверить дисковый керамический конденсатор
• 6 где купить конденсаторы

Что такое конденсатор?

Un конденсатор Это электронное устройство, способное накапливать электрический заряд в виде разности потенциалов. Это пассивный элемент, такой как резисторы, потенциометры, катушки и т. д. Что касается способа достижения этого накопления энергии, они делают это, поддерживая электрическое поле.

Конденсаторы имеют множество применений и могут использоваться как в электронных схемах, так и в электрических цепях, как в постоянный ток и переменный ток.

керамический конденсатор

Un керамический конденсатор Обычно они имеют ту своеобразную форму, которая иногда выглядит как чечевица, хотя могут быть реализованы и в виде элементов поверхностного монтажа (SMD), например MLCC (очень модных сейчас из-за проблем с видеокартами NVIDIA). В этом случае отличие от других типов конденсаторов заключается в том, что в качестве диэлектрического материала используется керамика, отсюда и его название.

Они обычно используют несколько слоев, с разные возможности (они обычно от 1нФ до 1Ф, хотя бывают и до 100Ф), размеры и геометрические формы. Однако из-за негативных эффектов, таких как вихревые токи.

В настоящее время считается, что MLCC являются наиболее широко используемыми, поскольку они находят применение в современной электронике, с объемом производства около 1.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX единиц в год.

Керамический (слева) и электролитический (справа) конденсатор

Одним из отличий от электролитов является то, что керамический конденсатор им не хватает полярности следовательно, их можно использовать любым способом и безопасно в цепях переменного тока, чего не происходит с электролитами, которые имеют определенную полярность, и полюса должны соблюдаться, если вы не хотите получить взорвавшийся конденсатор.

С другой стороны, керамический конденсатор также обладает фантастическим частотный отклик

. Они также выделяются хорошей термостойкостью благодаря своему материалу и низкой ценой.

История керамического конденсатора

керамический конденсатор был создан в Италии, в 1900 г. . В конце 1930-х годов в керамику стали добавлять титанат (BaTiO3 или титанат бария), который можно было производить с меньшими затратами. Первые применения этих устройств были в военном электронном оборудовании в 40-х годах, а два десятилетия спустя начали продаваться керамические пластинчатые конденсаторы, которые были необходимы для развития электроники в 70-х годах.

Диэлектрик керамического конденсатора также может быть изготовлен из других материалов, таких как C0G, NP0, X7R, Y5V, Z5U.

Типы керамических конденсаторов

Несколько типы керамических конденсаторов, некоторые из наиболее важных:

• полупроводники: они самые маленькие, так как достигают хорошей плотности, большой емкости и небольшого размера. Для этого они используют высокую диэлектрическую проницаемость и очень малую толщину слоя.
• высокое напряжение: Титанат бария и титанат стронция используются в качестве керамического материала, чтобы противостоять более высоким нагрузкам. Хотя они обеспечивают высокий коэффициент диэлектрической проницаемости и хорошую поддержку переменного тока, они имеют недостаток, заключающийся в изменении емкости с повышением температуры.
• многослойный керамический конденсатор: в них используется несколько слоев керамики или диэлектрического и проводящего материала. Они также известны как монолитные чип-конденсаторы. Они отличаются высокой точностью, небольшими размерами и идеально подходят для поверхностного монтажа на Печатные платы. Указанные MLCC относятся к этому типу.

керамические дисковые конденсаторы они обычно имеют емкость от 10 пФ до 100 пФ с поддержкой напряжений от 16 В до 15 кВ, а в некоторых случаях даже выше. Они наиболее популярны из-за своей универсальности.

Напротив, многослойная керамика тип MLCC, используют шлифование параэлектрических и сегнетоэлектрических материалов вместе с чередующимися металлическими слоями. Они могут иметь 500 и более слоев и толщину слоев 0. 5 мкм. Его диапазон приложений несколько более специфичен и имеет меньшую емкость и поддержку напряжения, чем предыдущие.

приложений

В зависимости от типа керамического конденсатора использования Они могут быть очень разнообразными, как я уже говорил ранее:

• MLCC: в основном для электронной промышленности, в широком спектре устройств, от компьютеров до мобильных устройств, телевизоров и т. д.
• другие: они могут варьироваться от устройств и систем высокого напряжения и переменного тока до преобразователей переменного тока в постоянный, высокочастотных цепей, щеточных двигателей постоянного тока для снижения радиочастотного шума, робототехники и т. д.

Характеристики конденсатора

Конденсаторы, как электролитические, так и керамические, обладают рядом характеристик, которые следует знать при выборе подходящих для своего проекта. Являются характер являются:

• Точность и терпимость : Как и резисторы, конденсаторы также имеют свои допуски и точность. В настоящее время существует два класса:
  • Класс 1 предназначен для приложений, где требуется высочайшая точность и где емкость остается постоянной при приложенном напряжении, температуре и частоте. Они работают в диапазоне температур от -55ºC до +125ºC, а допуск обычно меняется только ±1%.
  • Класс 2 имеет более высокую пропускную способность, но менее точен и их переносимость хуже. Его термическая стабильность может привести к изменению его емкости до 15% и допуску примерно на 20% по отношению к номинальной мощности.
• Формат: Существуют обычные керамические конденсаторы для пайки или использования на макетной плате, MLCC для современных печатных плат или печатных плат.
• мощность и напряжение: не все поддерживают одинаковое напряжение и мощность. Это параметр, который вам нужно будет проверить при покупке, чтобы убедиться, что он поддерживает диапазоны, в которых он будет работать. Те, у которых более 200 ВА, выдерживают напряжения от 2 кВ до 100 кВ, что очень много даже для ЛЭП. Однако MLCC обычно поддерживают напряжение от нескольких вольт до сотен вольт.

коды

Керамические конденсаторы имеют 3 цифры, выгравированные на одной из сторон. Например, 101, 102, 103 и т. д., помимо значений в пФ (пикофарадах). Эти коды легко интерпретировать:

• Первые две цифры — это значение емкости в пФ.
• Третье число указывает количество нулей, применяемых к значению.

По пример, а 104 означает, что в нем 10 · 10.000 100.000 = 100 0.1 пФ, или что такое же XNUMX нФ или XNUMX мкФ.

Некоторые типы керамических конденсаторов поляризованы, поэтому его клеммы + и — также будут помечены, хотя это не так часто встречается.

En надписи

Вы также можете увидеть производителя, поддерживаемое напряжение или допуски…

Преимущества и недостатки

Если вам интересно Преимущества и недостатки керамического конденсатора характерными точками являются:

• преимущество:
  • Компактная структура.
  • Дешево.
  • Подходит для переменного тока из-за его неполяризованной природы.
  • Устойчив к помехам сигнала.
• недостатки:
  • Значение емкости меньше.
  • Они оказывают микрофонное воздействие на цепи.

Как проверить дисковый керамический конденсатор

Чтобы проверить работу керамического дискового конденсатора и проверить, правильно ли он работает или поврежден (короткое замыкание из-за избыточного напряжения,…), вы можете

Следуй этим шагам:

1. Используйте мультиметр или мультиметр для проверки керамического конденсатора.
2. Смотрите статью, посвященную этому…

где купить конденсаторы

Чтобы купить эти дешевые устройства, можно поискать в специализированных магазинах электроники или на таких площадках, как Amazon:

• Упаковка из 650 керамических конденсаторов 10 различных типов/емкости..
• В упаковке 630 шт. электролитических конденсаторов различной емкости..
• Комплект из 100 керамических конденсаторов типа MLCC.
• 10 неполяризованных полипропиленовых конденсаторов.
• 300 единиц высоковольтных конденсаторов.
• 4 высоковольтных электролитических конденсатора.

Принципы конструирования высоковольтных керамических конденсаторов

До сравнительно недавнего времени отечественные высокочастотные керамические конденсаторы были пред­ставлены ограниченным числом видов — КВКБ, КВКТ и КВКГ по ГОСТ 7160-54 и КБЭ, а низкочастотные — КОБ и -КВДС. Характеристики этих конденсаторов в свое время соответствовали уровню характеристик лучших зарубежных образцов. Применение перечислен­ных конденсаторов позволило решить ряд проблем оте­чественной высоковольтной радиотехники. Однако уже в конце 50-х годов возникла необходимость в расшире­нии номинальных значений емкости, рабочих напряже­ний и допустимой реактивной мощности высоковольтных керамических конденсаторов. К этому времени был по­лучен ряд новых керамических материалов с высокими электрическими характеристиками, что определило воз­можность разработки конденсаторов с улучшенными па­раметрами.

Удельные характеристики высоковольтных конденса­торов определяются не только характеристиками диэлек­трика, но и в значительной степени зависят от конструк­ции конденсатора (форма конденсатора, конфигурация межэлектродного промежутка, арматура и т. д.). Так, для достижения повышенных значений удельной реак­тивной мощности конденсаторов необходима конструк­ция, обеспечивающая наилучшие условия охлаждения. Конфигурация края электродов должна обеспечивать возможно более высокое значение разрядного напряже­ния, отнесенного к длине межэлектродного промежутка. Конструкция арматуры конденсаторов должна не только допускать необходимую нагрузку по

гоку, но и удовлетворять требованиям условий монтажа в аппаратуре.

Создать оптимальную конструкцию конденсатора не­возможно без разработки методики выбора и расчета отдельных его элементов.

Помимо решения конструктивных элементов от­дельных конденсаторов необходимо правильно опреде­лить конкретные характеристики конденсаторов в уста­новленном диапазоне значений емкости, рабочего на­пряжения и т. д. Набор характеристик конденсаторов должен способствовать получению оптимального реше­ния при конструировании разнообразной радиоаппа­ратуры. Для обеспечения этого требования разрабаты­ваемые конденсаторы должны быть сгруппированы та­ким образом, чтобы при переходе от одного номинала к другому, внутри каждой серии, характеристики кон­денсаторов изменялись по определенному закону.

В настоящей главе приводятся результаты исследо­ваний, позволивших разработать методы конструирова­ния отдельных высоковольтных конденсаторов, а так­же и принципы построения серий конденсаторов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ. ВЫБОР ДИЭЛЕКТРИКА

По назначению керамические высоковольтные кон­денсаторы разделяют на высокочастотные и низкоча­стотные.

Высокочастотные конденсаторы предназначены для универсального применения в мощной радиоаппаратуре. В основном они применяются в условиях непрерывного высокочастотного режима. Эти конденсаторы могут с успехом использоваться также в импульсном режиме (радио- и видеоимпульсы) и на постоянном напряже­нии. Одной из основных характеристик высокочастот­ных конденсаторов является реактивная мощность. В связи с этим диэлектрические потери керамики, из которой изготавливаются конденсаторы, должны быть минимальными. Конструкция высокочастотных конден­саторов должна обеспечивать наилучшие условия охлаждения.

В отечественной и зарубежной практике конденсато- ростроения приняты три основные формы кера.мическо- 126

го высокочастотного высоковольтного конденсатора: пло­ская (боченочная и дисковая), трубчатая, горшковая.

Конденсаторные керамические материалы должны обладать повышенной электрической прочностью, так как толщина диэлектрика при заданном рабочем на­пряжении определяется рабочей напряженностью элек­трического поля. Таким образом, толщина диэлектрика обусловливает в конечном счете габаритные размеры конденсатора, рассчитанного на определенную емкость. Как будет показано ниже, величина диэлектрической проницаемости высокочастотной керамики влияет су­щественным образом на число видоразмеров внутри одной серии конденсаторов, определяет оптимальный диапазон частот, в котором может быть применен кон­денсатор, и т. д.

Помимо требований к электрическим характеристи­кам керамического материала существенное значение имеют его технологические свойства и стоимость. Необ­ходимо, чтобы свойства материала позволяли оформ­лять заготовки методом прессования, протяжкой, лить­ем. Стоимость сырьевых материалов должна быть невы­сокой, так как габаритные размеры высоковольтных конденсаторов обусловливают значительный расход ма­териала.

В табл. 5.1 приведены характеристики некоторых новых высокочастотных керамических материалов. Эти материалы обладают высокими электрическими харак­теристиками, могут оформляться в заготовки относи­тельно несложными технологическими приемами и сравнительно дешевы. В связи с этим они могут быть применены при производстве высокочастотных высоко­вольтных конденсаторов.

Низкочастотные конденсаторы в значительной мере характеризуются удельной энергией (дж/см3) или удельной весовой характеристикой (г!дж). В связи с этим низкочастотные керамические материалы, имею­щие электрическую прочность одного порядка -с высоко­частотными материалами, должны иметь возможно бо­лее высокие значения диэлектрической проницаемости.

К низкочастотным можно отнести и импульсные конденсаторы (режим видеоимпульсов). Импульсные конденсаторы отличаются сравнительно высокими зна­чениями допустимой реактивной мощности.

Некоторые конденсаторы помимо электрических функций могут выполнять в аппаратуре роль конструк­тивных элементов. К ним можно отнести блокировочные или анодно-разделительные конденсаторы, предназна­ченные для использования в генераторах метрового и дециметрового диапазонов волн. В качестве диэлектри­ка таких конденсаторов, в связи с высокой частотой ге­нерируемых колебаний, применяется высокочастотная керамика.

Серия

R (с выводами) (Конденсаторы > Керамика > Высокой емкости)

Технические характеристики

Диэлектрик

• X7R

Емкость

• Минимум: 47 нФ
• Максимум: 27 мкФ

Напряжение постоянного тока

• Минимум: 50 В
• Максимум: 500 В

Напряжение переменного тока

• До: Обратитесь к нам В

Температура

• Минимум: -55 °C
• Максимум: 125 °C

Размер корпуса

• Нет в наличии

Завершения

• Радиальный

Примечания

• Без особых примечаний

Связанные стандарты

Связанные документы

Технические документы

• Каталог керамических конденсаторов

3D-модели

• Нет модели

Часто задаваемые вопросы

Керамика

Q: Керамические конденсаторы

Превосходная термостойкость, высокое соотношение объем/емкость, электрические свойства и надежность делают керамические конденсаторы Exxelia идеальными для широкого спектра областей применения, включая конденсаторы Exxelia. медицинские имплантаты, средства управления полетом самолета, импульсный источник питания в суровых условиях, пробоотборники керна для разведки нефти и космические аппараты. Exxelia также предлагает керамические конденсаторы Hyper Frequency с оптимизированным размером и очень низким ESR. Эти конденсаторы HiQ предлагают отличные уровни производительности для радиочастотных приложений, требующих функциональной надежности. Обычно эти приложения включают в себя гражданские и военные телекоммуникации (оборудование базовых станций сотовой связи, услуги беспроводной широкополосной связи, двухточечные или многоточечные радиостанции, радиовещательное оборудование) и катушки МРТ.

В: Как используется керамика в конденсаторах?

Керамическая крошка изготавливается из связующих и растворителей, добавляемых к определенному керамическому порошку. Созданный шлам высушивается, образуя лист или ленту из керамического материала. Металлический порошок смешивают с растворителями и дополнительным керамическим материалом для создания жидкого электрода. Затем жидкость наносится на керамический слой. Слои керамических листов укладываются друг на друга и ламинируются, образуя прочную структуру.

Твердая конструкция нарезается до нужного размера. После завершения резки сборку необходимо обжечь в печи. Температура, используемая в процессе обжига, имеет решающее значение для определения характеристик конденсатора. Процесс аналогичен для стилей дисков и чипов. Дисковые конденсаторы используют длинные выводы для монтажа через печатные платы. Чипы используют технологию поверхностного монтажа.

В: Серебро или недрагоценные металлы?

Электроды, используемые в керамических конденсаторах, относятся к категории драгоценных или недрагоценных металлов. Серебро используется для изготовления конденсаторов на более высокие номинальные напряжения, 500В и выше. Медь и никель используются для приложений до 500 В.

Exxelia может предоставить вам керамические конденсаторы в виде кристаллов, которые выдерживают напряжение до 1 кВ в рабочем диапазоне от -55°C до 125°C. Стандартные допуски включают +/- 5, +/ — 10 и +/- 20 процентов. Для строгих приложений допуски могут составлять всего +/- 0,25 пФ.

Q: Многослойные керамические конденсаторы MLCC

Наши многослойные керамические конденсаторы (MLCC) представляют собой микросхемы конденсатора, изготовленные из слоев керамического материала и металла. Чередующиеся слои могут быть построены до желаемого диапазона емкости. Толщина диэлектрика определяет номинальное напряжение. Емкость определяется путем умножения количества слоев на величину активной площади, а затем на диэлектрическую проницаемость материала. Затем это число делится на толщину диэлектрика. Активная зона представляет собой перекрытие между электродами.

Конденсатор с более толстым диэлектрическим слоем выдерживает более высокие напряжения, чем конденсатор с более тонким слоем. И наоборот, более тонкий диэлектрик будет иметь более высокую номинальную емкость. Конструкция MLCC обеспечивает значительную экономию места по сравнению с другими типами конденсаторов.

В: Нужен ли мне керамический конденсатор класса 1 или класса 2?

Керамический конденсатор класса 1 — лучший выбор для приложений, требующих низких потерь и высокой стабильности. Этот тип обеспечивает надежную емкость в пределах указанного диапазона частоты, температуры и напряжения. Серия класса 2 предлагает более высокую емкость, но имеет более широкие колебания. Термическая стабильность варьируется в пределах +/- 15 процентов; их следует использовать в приложениях, которые не требуют постоянного точного измерения емкости. Exxelia использует NPO и P100 в качестве диэлектриков класса 1; и BX, 2C1 и X7R как диэлектрики класса 2.

Проходные конденсаторы класса 1 обеспечивают подавление высокочастотных шумов и отлично подходят для использования в микроволновых передачах, медицинских приложениях, а также в линиях питания и сигнальных линиях постоянного тока. В сквозной конструкции для соединений используется вывод осевого типа.

Q: продукт доступен на платформе Modelithics

Modelithics пассивных и активных имитационных моделей, основанных на измерениях, легко интегрируется с новейшими инструментами моделирования для автоматизации проектирования электроники (EDA), включая Advanced Design System (ADS) Keysight Technologies, NI AWR Design Environment/Microwave Office™, Genesys компании Keysight Technologies, ANSYS® HFSS™ и Sonnet®.

Высокоточные модели Modelithics улавливают паразитные эффекты и надежно предсказывают, как производительность компонентов изменяется с различными масштабируемыми входными параметрами в заданном диапазоне частот. Функции масштабирования и оптимизации обеспечивают расширенные возможности анализа и позволяют разработчикам ВЧ-схем быстро достигать поставленных целей. Посетите страницу продуктов для получения дополнительной информации о преимуществах моделей Modelithics. Наша цель — помочь вам добиться успеха в проектировании с первого раза!

Найдите продукт Exxelia на Modelithics здесь .

Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа — MLCC

KYOCERA AVX предлагает широкий ассортимент MLCC для поверхностного монтажа для коммерческих и критически важных космических приложений. KYOCERA AVX MLCC доступны с различными размерами корпусов, значениями емкости, номинальным напряжением и вариантами подключения.

MLCC KYOCERA AVX для поверхностного монтажа доступны в составе как класса 1, так и класса 2. Термокомпенсирующие составы относятся к Классу 1, а термостабильные составы и составы общего назначения относятся к Классу 2.

Arrays

Learn More

View Products

↳ View All

• Capacitor Array
• Automotive Capacitor Array

Automotive

Learn More

View Products

↳ Посмотреть все

• Блок автомобильных конденсаторов
• ESD-Safe™
• Feedthru
• Flexiterm®
• Flexisafe (FS)
• MLCC
• RF/Микроволновая печь MLCC
• High Temp MLCC
• Высокое напряжение MLCC

CAPGUARD ™

Learn

View Product

.

Учить больше

Просмотр продуктов

↳ Посмотреть все

• C0G (NP0)
• В серии 200 ° C и 250 ° C Поэтапный MLCC

ESD

Learn Uprea

Продуман Продукт

• ESD-SAFE ™

Гибкие терминации

Learn Dire

View Products

. Массивы

Flexiterm® MLCC

Flexisafe

High Voltage Flexiterm®

Золотая клемма

Узнать больше

Посмотреть продукт

• Завершение золота (серия AU)

Высокая температура

Подробнее

Производительность

↳ Просмотр Все

• AT AT SEREST +250 ° C M.CSCS CSCCS
  • .

  Высокое напряжение

  Узнать больше

  Просмотреть продукты

  ↳ Просмотреть все0010

• MLCC
• Automotive MLCC

Низкая индуктивность

Учебусь больше

Производительные продукты

↳ View All

9

. ”

LICC

LICC Оловянно-свинцовая клемма «B»

Низкопрофильный / встроенный

Узнать больше

Просмотр продуктов 91605

5

• Single Layer Capacitors

Medical

Learn More

View Products

↳ View All

• MM Series

 Military/Aerospace

Learn More

View Products

↳ Просмотреть все

• APS
• CDR01-06
• CDR11-14 ВЧ/СВЧ
• CDR31-35
99 ESCCESCC 3009/034
• ESCC 3009/041
• M123
• Расширенный диапазон MLCC
• Уровень пространственного уровня НАСА BME X7R MLCC

• 66666635 x7R BME MLCC

11166666666635 X7R BME MLCC

66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666.

Learn More

View Product

• MLCC Tin/Lead Termination “B”

RF – Microwave
Capacitors

Learn More

View Products

↳ Посмотреть все

• ACCU-P®
• Ultra-Miniature Accu-P®
• Medical Grade Accu-P®
• MLO ™
• однослойные конденсаторы
• CU Series
• U Series
• U Series серии (Automotive)
• MOS
• MIM
• Military RF

 RH Style

Learn More

View Product

• RH Style

 Tip & Ring

Узнайте больше

Просмотр продуктов

↳ Посмотреть все

• TIP & RING
• TIP & RING LEANC

  Learn More

  View Product

  • AT Series +250°C MLCCs

  X5R Dielectric

  Learn More

  View Product

  • X5R Dielectric

  X6S Dielectric

  Учите больше

  Производительность

  X7R/X7S DIELECTRIC

  .