| Тип изделия | Конструкция и тип изделия | Диапазон частот помехоподавления | Группы ТСЕ | Номинальное напряжение, В | Номинальный ток, А | Номинальная емкость |
| Конденсаторы | ||||||
| К10-81 | Шайбовые многослойные проходные | – | МП0 | 100, 160, 250, 350, 500, 750, 1000 | – | 4,7 пФ … 0,1 мкФ |
| Н20,Н50 | 50, 100, 160,250, 350, 500 | 470 пФ … 3,3 мкФ | ||||
| Н90 | 50, 100, 250 | 0,015 … 10,0 мкФ | ||||
К10-85 Новая разработка |
Опорные с шайбовым емкостным элементом, в металлическом корпусе |
до 1,0 ГГц | МП0 | 250, 500, 750, 1000 | – | 4,7 … 4700 пФ |
| Н20 | 250, 500 | 680 пФ … 0,22 мкФ | ||||
| Н50 | 0,01 … 0,33 мкФ | |||||
| Фильтры | ||||||
| Б24 | Б24 трубчатые Pi-тип | 0,7 МГц…10,0 ГГц | М750, М1500, М2200,М3300, Н30, Н50 | 250 | 10 | 43 … 2700 пФ |
| Б24-1 трубчатые С-тип | Н70, Н90 | 100 | 5 | 3300 …10 000 пФ | ||
| Б25 |
Б25-3 металлический корпус |
10 кГц…10,0 ГГц | МП0 | 80, 160, 250, 500 | 10; 25 | 68 пФ … 0,082 мкФ |
| Н20, Н50 | 50, 160, 250, 500 | 3300 пФ … 2,2 мкФ | ||||
| Н90 | 0,015 … 10,0 мкФ | |||||
|
Б25-4 малогабаритные металлический корпус |
МП0 | 80, 160, 250 | 10 | 4,7 … 1500 пФ | ||
| Н20, Н50 | 50, 100, 250 | 470 пФ … 0,1 мкФ | ||||
| Н90 | 50, 100, 250 | 0,015 … 0,33 мкФ | ||||
| Б26 |
Б26-1 металлический корпус |
10 кГц…10,0 ГГц | МП0 | 100, 160, 250, 350, 500, 750, 1000 | 10; 15; 25 | 4,7 пФ … 0,1 мкФ |
| Н20, Н50 | 32, 50, 100, 160, 250, 350, 500, 750 | 330 пФ … 4,7 мкФ | ||||
| Н90 | 32, 50, 100, 250 | 0,015 … 22,0 мкФ | ||||
|
Б26-2 металлический корпус |
МП0 | 100, 160, 250, 350, 500, 750, 1000 | 10; 15 | 47 пФ … 0,1 мкФ | ||
| Н20, Н50, | 32, 50, 100, 160, 250, 350, 500, 750 | 470 пФ … 4,7 мкФ | ||||
| Н90 | 32, 50, 100, 250 | 0,015 … 22,0 мкФ | ||||
|
Б26-3 металлический корпус |
МП0 | 100, 160, 250, 350, 500, 1000 | 10; 15; 25 | 180 пФ … 0,22 мкФ | ||
| Н20, Н50 | 32, 50, 100, 160, 250, 350, 500, 750 | 1000 пФ … 10 мкФ | ||||
| Н90 | 50, 100, 250 | 0,047 … 22,0 мкФ | ||||
|
Б27 Новая разработка |
миниатюрные проходные монтаж пайкой С-тип | 10 кГц …10,0 ГГц | МП0 | 50, 100, 160, 250 | 10 | 100 … 4700 пФ |
| Н20 | 470 пФ … 0,1 мкФ | |||||
| Н50 | 0,01 … 0,15 мкФ | |||||
|
Б33 Новая разработка |
чип-фильтры для монтажа на поверхность С-тип |
До 2 ГГц | МП0 | 16, 25, 50, 100, 250 | 0,3…6,0 | 10 … 6800 пФ |
| Н20 | 470 пФ … 1,5 мкФ | |||||
| Н50 | 2200 пФ … 2,2 мкФ | |||||
|
Малогабаритные керамические конденсаторы находят широкое применение в телекоммуникационном оборудовании, автоматике и системах контроля, в персональных компьютерах и т. д. ОСОБЕННОСТИ
УСТРОЙСТВО Многослойный керамический конденсатор сотоит из сплошного блока керамического диэлектрика и металлизированных электродов. В качестве диэлектрика используют титанаты кальция (CaTiO3) и бария (BaTiO3). Высокое значение емскости достигается благодаря увеличению числа электродов и уменьшению толщины диэлектрика. Монолитная структура обеспечивает прочность и надежность. Благодаря высокой точности размеров конденсаторов возможно применение автоматизированной системы установки компонентов на плату. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Типы MLCC
По коду керамического конденсатора легко узнать его размеры:
Температурные характеристики:
|
|
||||
Керамические конденсаторы большой емкости
Керамические конденсаторы являются естественным элементом практически любой электронной схемы. Они применяются там, где необходимы способность работать с сигналами меняющейся полярности, хорошие частотные характеристики, малые потери, незначительные токи утечки, небольшие габаритные размеры и низкая стоимость.
Там же, где подобные требования пересекаются, керамические конденсаторы практически незаменимы. Но проблемы, связанные с технологией их производства, отводили этому типу конденсаторов, в основном, нишу устройств малой емкости.
Действительно, керамический конденсатор на 10 мкФ еще недавно воспринимался как удивительная экзотика, и стоило такое чудо как горсть алюминиевых электролитических тех же емкости и напряжения, либо как несколько аналогичных танталовых.
Однако, развитие технологий позволило сразу нескольким фирмам к настоящему времени сразу нескольким фирмам заявить о достижении их керамическими конденсаторами емкости в 100 мкФ и анонсировать начало производства еще больших значений еще до конца этого года. А сопровождающее этот процесс непрерывное падение цен на все изделия данной группы заставляет внимательнее присмотреться ко вчерашней экзотике, чтоб не отстать от технического прогресса и сохранить конкурентоспособность.
Несколько слов о технологиях. Говоря о керамических конденсаторах, мы будем рассматривать многослойные керамические конденсаторы. На рис.1 представлена структура такого конденсатора, а на рис.2 фотография сильно увеличенного среза изделия одного из мировых лидеров их производства — японской фирмы Murata
Их емкость определяется формулой:
, (1)
где
ε0 — константа диэлектрической проницаемости вакуума,
ε — константа диэлектрической проницаемости используемой в качестве диэлектрика керамики,
S0 – активная площадь одного электрода,
n – число слоев диэлектрика,
d – толщина слоя диэлектрика.
Таким образом, увеличения емкости конденсатора можно добиться уменьшением толщины слоев диэлектрика, увеличением числа электродов, их активной площади, увеличением диэлектрической проницаемости диэлектрика.
Уменьшение толщины диэлектрика и связанная с этим возможность увеличения количества электродов – основной способ увеличения емкости керамических конденсаторов. Но снижение толщины диэлектрика приводит с снижению напряжения пробоя. Потому конденсаторы большой емкости трудно найти на высокое рабочее напряжение.
Увеличение числа слоев – процесс технологически связанный с уменьшением толщины единичного слоя. Рис.3 отображает технологические тенденции последних лет в этой области, представленные фирмой Murata.
Увеличение активной площади одного электрода – это увеличение габаритных размеров конденсатора — крайне неприятное явление, приводящее к резкому росту стоимости изделия.
Увеличение диэлектрической проницаемости при заметном увеличении емкости приводит к существенному ухудшению температурной стабильности и сильной зависимости емкости от приложенного напряжения.
Теперь рассмотрим возможности и особенности применения керамических конденсаторов большой емкости. Перед началом обсуждения стоит обратить внимание на уже имеющиеся предложения и ближайшие планы лидеров отрасли фирм Murata и Samsung Electro-Mechanics, представленные ниже.
Естественной областью применения подобного спектра керамических конденсаторов большой емкости может быть замена ими танталовых и алюминиевых конденсаторов для поверхностного монтажа в схемах подавления пульсаций, разделения постоянной и переменной составляющих электрического сигнала, интегрирующих цепочках.
Однако, при этом необходимо учитывать принципиальные различия между этими группами деталей, делающие, в большинстве случаев, бессмысленными замены типа: электролитический конденсатор номиналxнапряжения на аналогичные номиналxнапряжение керамического конденсатора.
Рассмотрим коротко основные причины этого:
Частотные свойства конденсаторов определяет зависимость их импеданса и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR)от частоты. Типичные зависимости такого рода для керамических, танталовых и алюминиевых конденсаторов приведены на рис.4 и рис.5.
Существенная разница в импедансе на частотах выше 1кГц с алюминиевыми электролитическими и свыше 10 кГц с танталовыми конденсаторами позволяет в некоторых случаях использовать для сглаживания пульсаций напряжения номиналы меньшей емкости для получения аналогичного эффекта.
Разница в величине сглаживания паразитных синусоидальных пульсаций различных частот конденсаторами разного типа, но одинаковой емкости — 10 мкФ, дана в следующей таблице:
| Частота пульсации | Входная амплитуда пульсации | Выходная амплитуда пульсации, мВ | ||
| Алюминиевые эл-кие конденсаторы | Танталовые эл-кие конденсаторы | Керамические конденсаторы | ||
| 10 кГц | 2 В | 534 | 204 | 196 |
| 100 кГц | 336 | 64 | 16 | |
| 500 кГц | 346 | 38 | 12 | |
| 1 МГЦ | 332 | 30 | 3 | |
Таким образом, для обеспечения одинакового с танталовым конденсатором в 10 мкФ уровня подавления пульсаций частотой 1 МГц можно использовать керамический конденсатор емкостью 1,0-2,2 мкФ. Экономия места на плате и денег очевидна.
Низкое эквивалентное последовательное сопротивление и связанные с ним малые потери позволяют значительно сильнее нагружать керамические конденсаторы, нежели электролитические, несмотря на их значительно более скромные габаритные размеры, не вызывая при этом критического для детали разогрева. Сравнительные кривые разогрева конденсаторов токами пульсации различной частоты приведены на рис.6.
Еще одним и немалым плюсом керамических конденсаторов является их способность кратковременно держать высокие напряжения перегрузки, многократно превышающие номинальные.
Тот, кто выбирал сглаживающие конденсаторы для импульсных источников питания, знает как это важно! Ибо там в моменты запуска и выключения могут генерироваться импульсы до нескольких значений выходного напряжения, заставляя использовать электролитические конденсаторы с большим запасом по напряжению.
Сравнительную характеристику напряжения пробоя для различных типов конденсаторов по результатам тестов, проведенных фирмой Murata, приведены на рис.7
Теперь несколько слов о грустном.
При всех своих достоинствах, керамические конденсаторы большой емкости производятся с использованием диэлектриков типа X7R/X5R и Y5V.
Их отличительной особенностью является сильная зависимость диэлектрической проницаемости, а с ней, согласно (1), и емкости от температуры и приложенного напряжения.
Типичные зависимости такого рода для конденсаторов разных типов показаны на рисунках 8 и 9.
Из них видим, что при достаточно жестких требованиях к стабильности номинала, например во времязадающих цепях, или при развязке постоянной и переменной составляющих, на замену электролитическим конденсаторам можно рекомендовать только керамические с диэлектриками X5R/X7R, последний из которых может оказаться еще более интересным, если принять во внимание его допустимый диапазон рабочих температур: -55°С +125°С, позволяющий ему найти применение как в аппаратуре, рассчитанной на работу на улице в условиях севера, так и в автомобильной технике, с ее жесткими требованиями к сохранению работоспособности при высоких температурах.
Однако, для сглаживающего конденсатора стабильность номинала не является критическим параметром. Потому можно рассчитывать на высокую востребованность и емкостей на основе менее стабильной керамики Y5V, из которой можно получить детали меньшего габарита и стоимости.
Валерий Степуков
Испытательная лаборатория
услуги в области контроля качества ЭКБ отчественного и иностранного производства.
Задать вопрос
Контактная информация:
тел: (812) 387-55- 06, 387-65-64, 387-86-94
тел/факс: (812) 327-96-60
e- mail: ,
Новые керамические помехоподавляющие конденсаторы Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Новые керамические
помехоподавляющие конденсаторы
Михаил красильщиков
Владимир Смирнов
Алевтина Шалаева
ОАО «НИИ “Гириконд”» разработало и приступило к выпуску новых керамических помехоподавляющих конденсаторов К10-81 категории качества «ВП». В статье рассматриваются особенности конструкции и технические характеристики этих конденсаторов.
Дается сравнение с рядом зарубежных аналогов. Впервые для отечественных конденсаторов такой конструкции приводятся значения и частотные зависимости основного параметра помехоподавления — вносимого затухания.
Введение
Борьба с электромагнитными помехами всегда была одной из серьезнейших проблем при создании радиоэлектронной аппаратуры. В настоящее время эта проблема стала еще более острой вследствие увеличения плотности компоновки и сложности аппаратуры, роста взаимного влияния ее элементов. Наиболее опасны помехи, распространяющиеся в проводящих цепях питания, управления, коммутации, а также в цепях полезных сигналов. Для фильтрации таких помех служат помехоподавляющие проходные конденсаторы и фильтры нижних частот. Первые отечественные керамические помехоподавляющие проходные конденсаторы [1], разработанные в 1950-е годы, состояли из однослойной керамической трубки с нанесенными на нее внутренним и внешним электродами, образующими емкость. Внутри трубки проходил проволочный вывод, связывающий источник сигнала и нагрузку. Номинальная емкость таких конденсаторов не превышала 15 000 пФ для самой нестабильной группы температурной стабильности Н90.
После появления технологии изготовления керамических многослойных монолитных конденсаторов, позволившей резко повысить максимальную и удельную емкости, на ее базе были разработаны и проходные помехоподавляющие конденсаторы. Такие конденсаторы имеют две основные конструкции: прямоугольную (чип-конденсаторы) и круглую (рис. 1). Чередующиеся слои керамического диэлектрика и электродов таких конденсаторов, отдельные слои которых соединены параллельно, образуют емкость между внутренней и внешней контактными поверхностями. Эта конструкция позволяет получать значения емкости от единиц пФ до нескольких мкФ.
В иностранных каталогах [2-5] круглые конденсаторы в основном называют Multilayer
Discoidal Capacitors, а в отечественной технической литературе — дискоидальными конденсаторами. В соответствии с конструкцией будем далее называть такие конденсаторы шайбовыми.
Шайбовые конденсаторы производят практически все фирмы, занятые производством керамических конденсаторов, например [2-5]. В таблице 1 приведено сравнение конденсаторов различных фирм.
Зарубежные изготовители шайбовых конденсаторов наряду с обычными для конденсаторов параметрами (номинальная емкость, номинальное напряжение, тангенс угла потерь и т. д.) приводят и характеристики помехопо-давления. В качестве примера на рис. 2 даны частотные зависимости вносимого затухания
Таблица 1. Сравнение шайбовых конденсаторов различных фирм
Фирма Spectrum Control Eurofarad Syfer
Параметры
Диаметр, мм 2,03; 2,54; 3,43; 3,81; 4,95; 8,64; 15,11 2,5; 3,5; 6,5; 8,5; 15,5 2,5-25
Группы ТСЕ NP0 X7R Z5U NP0 X7R NP0, X7R
Сном 33 пФ…0,22 мкФ 1000 пФ.6,8 мкФ 2700 пФ.6,8 мкФ 10 пФ.0,1 мкФ 100 пФ.4,7 мкФ (25 В, 15,5 мм) 10 пФ.4,7 мкФ
ином,В 50; 100; 200; 500 100; 200 25;50;100;200; 300;500 50-3000
и
Частота, МГц
105
1°7 м г 1°8 N кГц
104
ю5 „ г 106
N кГц
Рис.
прямоугольных чип-конденсаторов Е01 фирмы Syfer [5] и шайбовых конденсаторов ТВС французской фирмы Eurofarad [3]. Из-за наличия собственной индуктивности чип-конденсаторов Е01 с началом роста импеданса после частоты собственного резонанса наблюдается снижение вносимого затухания. Коаксиальная конструкция шайбовых конденсаторов позволяет им иметь более низкие значения собственной индуктивности, чем у конденсаторов других типов, что обеспечивает высокие значения вносимого затухания на частотах до 10 ГГц и выше (ТВС).
Шайбовые конденсаторы НИИ «Гириконд»
Первые многослойные шайбовые конденсаторы К10-44 были разработаны в НИИ «Гириконд» в 1976 г. и в дальнейшем модернизировались с применением новых керамических материалов в направлении расширения шкалы номинальных емкостей
Таблица 2. Размеры конденсаторов К10-81
Габаритные размеры, мм
Типоразмер Диаметр Hmax
Наружный (D) Внутренний (d)
4 ±0,5 1,3 ±0,3 4
5 ±0,5 1,3 ±0,3
6,3 ±0,5 1,3 ±0,3
8 ±0,6 1,3 ±0,3
8 ±0,6 2,5 ±0,3
10 ±0,6 1,3 ±0,3
10 ±0,6 2,5 ±0,3
12 ±0,6 1,3 ±0,3
12 ±0,6 2,5 ±0,3
и напряжений. В 1981 г. были разработаны конденсаторы К10-54, выпускаемые до настоящего времени ОАО «Кулон».
При разработке последней серии шайбовых конденсаторов К10-81 (2010 г.) были применены новые керамические материалы с более высокими значениями диэлектрической проницаемости, доработана технология изготовления таких конденсаторов. Эти
устройства имеют 4 группы температурной стабильности емкости: МП0, Н20, Н50 и Н90.
В таблице 2 приведены размеры изделий К10-81. В зависимости от габаритных размеров конденсаторы имеют 9 типоразмеров: от 4,0х1,3 до 12×2,5 мм.
В таблице 3 приведена шкала номинальных емкостей и напряжений конденсаторов. Их значения находятся на уровне лучших показателей зарубежных фирм (табл. 1), что обеспечивает в случае необходимости замещение импортных аналогов.
Для отечественных шайбовых конденсаторов параметры помехоподавления ранее не приводились ни в технической документации, ни в технической литературе. Поскольку эти сведения полезны разработчикам при выборе конденсаторов и расчете помехоподавляющих цепей с их применением, при разработке конденсаторов К10-81 были проведены соответствующие исследования с внесением параметров помехоподавления в технические условия.
Таблица 3. Шкала конденсаторов К10-81
Типоразмер МП0 Н20, Н50 Н90
Сном: от 4,7 до 100 — пФ, от 0,01 до 0,1 — мкФ (ряд Е12) Сном: от 470 до 6800 — пФ, более — мкФ (ряд Е6) Сном, мкФ (ряд Е6)
ином, В ином, В ином, В
100 160 250 350 500 750 1000 50 100 160 250 350 500 50 100 250
2200-3900 560-1800 220-470 4,7-180 — — — 0,1 0,047 0,015-0,033 6800; 0,01 470-6800 — 0,22-0,47 0,047-0,1 0,015-0,033
— — — — — — — — 0,068 — — — — 0,15 —
3900-6800 1800-3300 470-1500 82-390 — — — 0,15-0,33 0,1; 0,15 0,033; 0,068 0,015; 0,022 6800; 0,01 — 0,47; 1,0 0,15-0,33 0,022-0,068
— — — — — — — — — — — — — — 0,1
8200-0,018 3300-6800 1000-2700 270-820 — — — 0,33; 0,47 0,15; 0,22 0,068; 0,1 0,033; 0,047 0,015; 0,022 — 0,068-1,5 0,22-0,47 0,047-0,1
— — — — — — — — — — — — 2,2 — 0,15
0,015-0,039 6800-0,012 1800-3900 1000-1500 470-820 47-470 — 0,47-1 0,33; 0,47 0,1-0,22 0,047; 0,068 0,033; 0,047 3300-0,033 1,5-3,3 0,47-1,0 0,068-0,22
— — 4700-5600 — — — — — — — — — — — — 0,33
0,012-0,033 5600-0,01 1800-2700 1000-1500 470-680 47-390 — 0,47; 0,68 0,22; 0,33 0,068-0,15 68 ,0 0, 1 ,04 0, 0,033 3300-0,022 1,0-2,2 0,33-0,68 0,1-0,22
— — 3300-4700 — 820 — — — — — — — — 3,3 — —
0,033-0,056 0,012-0,027 3300-6800 1800-2700 1000-1500 560-820 100-330 1,0; 1,5 0,47; 0,68 0,22; 0,33 0,1 0,068 0,047; 0,068 3,3-4,7 0,68-1,5 0,15-0,33
— — 8200-0,01 — — 1000 — — — — 0,15 0,1 — 6,8 2,2 0,47
0, 02 05 6 0,012-0,022 2700-6800 1800;2200 1000-1200 470-820 100-270 1; 1,5 0,33-0,68 0,15-0,33 0,068; 0,1 0,047; 0,068 0,033-0,047 2,2; 4,7 0,68-1,5 0,15-0,33
— — 8200-0,01 1500 1000 330 — — — — — 0,068 — — 0,47
0,056-0,1 0,027-0,047 6800-0,022 3300-4700 1800-2200 680-1500 470 2,2; 3,3 1,0; 1,5 0,47; 0,68 0,22 0,15 0,1 4,7-10,0 1,5-3,3 0,22-0,68
— — — 5600 2700 — 560 — — — 0,33 0,22 0,15 — — 1,0
0,056-0,1 0,027-0,047 6800-0,018 2700-4700 1800;2200 560-1200 390 2,2 0,68-1,0 0,33; 0,47 0,15 0,1 0,1 3,3-6,8 1-2,2 0,22-0,47
— — 0,022 5600 — 1500 470 3,3 1,5 — 0,22 0,15 — 10,0 — 0,68
Рис. 3. Электрическая схема конденсатора К10-81
с припаянным проходным выводом
Так как такие исследования были проведены впервые и представляют определенные трудности, остановимся подробнее на их методике.
Шайбовые конденсаторы монтируются пайкой наружной контактной поверхности (вывод 3 на рис. 3) к «заземленной» плоской металлической или металлизированной плате или в ее соответствующие углубления. Через внутреннее отверстие конденсатора пропускают «проходной» вывод 1-2 с пайкой его к внутренней контактной поверхности. Таким образом, конденсатор с припаянным проходным выводом является фильтром С-типа.
Основной параметр помехоподавле-ния — это затухание, вносимое конденсатором (фильтром) на определенной частоте. Вносимое затухание (А) в децибелах вычисляют по формуле:
А = 20^/^, (1)
где и1 — напряжение на входе цепи между выводами 1-3; и2 — напряжение на выходе цепи между выводами 2-3.
Отечественный стандарт на методы измерения вносимого затухания [6] накладывает жесткие требования как на конструкцию измерительного контейнера, так и на значения параметров измерительных цепей. Для измерений был разработан специальный коаксиальный контейнер, полностью соответствующий требованиям этого ГОСТа. Контейнер обеспечивал величину затухания сигналов, проникающих помимо цепей фильтра в пределах 94-97 дБ, а коэффициент стоячей волны относительно волнового сопротивления измерительной схемы не превышал 1,5 при частоте измерительного напряжения до 1000 МГц. При частотах до 0,3 МГц применялись рекомендованные [6] измерительные приемники SMV-11, SMV-8,5, в диапазоне частот от 0,3 до 1300 МГц — современный компьютеризированный измеритель комплексных коэффициентов передачи «Обзор-103». Этот прибор предназначен для измерения комплексных S-параметров. Вносимому затуханию соответствует комплексный коэффициент передачи 521, определяемый как отношение напряжения выходного сигнала к напряжению падающего сигнала в логарифмическом масштабе. Динамический
Рис. 4. Частотная зависимость вносимого затухания конденсаторов К10-81 Н20 50В, 0,1 мкФ; D = 4 мм, d = 1,3 мм
диапазон измерения в диапазоне частот от 0,3 до 1 МГц — 110 дБ, от 10 до 1300 МГц — 123 дБ, КСВН входов — не более 1,35.
Измеренные значения выдаются в табличном и графическом виде, максимально возможное количество точек измерения — 401. Пример фактической частотной зависимости вносимого затухания приведен на рис. 4. «Обзор-103» предусматривает определение и компенсацию в режиме калибровки вносимых контейнером погрешностей, что повышает точность измерений. Измерения вносимого затухания проводились при сопротивлении измерительной схемы, равном 50 Ом.
Полученные значения вносимого затухания на линейном участке АЧХ хорошо совпали с известной формулой:
А = 201^1+(0,5ю£С)2, (2)
где А — вносимое затухание, дБ; ю — круговая частота, с-1; R — сопротивление измерительной схемы, Ом; С — емкость конденсатора, Ф.
Эта формула основана на зависимости емкостного сопротивления от частоты и справедлива для линейного участка А(ю). На нелинейном участке зависимость А(ю) отличается от (2), причем как в сторону увеличения, так и уменьшения фактических значений А. На кривых А(ю) наблюдались резонансные «горбы» и «впадины», что можно объяснить различным сочетанием собственных резонансных частот отдельных слоев керамического диэлектрика и металлических электродов многослойного конденсатора.
Важной характеристикой помехоподавляющих конденсаторов являются значения частоты среза при которой вносимое затуха-
ние равняется трем децибелам. Измеренные значения £ хорошо совпали с соотношением:
£ = 1/яЯС. (3)
В таблице 4 приведены минимальные значения вносимого затухания в диапазоне частот
Таблица 4. Вносимое затухание конденсаторов К10-81 в диапазоне фиксированных частот 0,01—1000 МГц
Номинальная емкость Вносимое затухание, дБ, не менее на частоте, МГц
0,01 0,1 1 10 30 100 300 1000
68 пФ 2 5 10
100 пФ 3 10 20
150 пФ — — — — 2 8 15 21
220 пФ — — — — 3 10 17 22
330 пФ — — — — 3,5 11 20 24
470 пФ — — — — 4 12 22 27
680 пФ — — — 5 10 15 25 35
1000 пФ — — — 6 15 20 30 40
1500пФ — — — 7 16 22 32 40
2200пФ — — 2 9 17 25 33 40
3300пФ — — 3 12 20 30 35 40
4700 пФ — — 3 15 25 35 40 45
6800пФ — — 3 20 25 35 40 45
0,01 мкФ — — 4 23 30 40 45 55
0,015 мкФ — — 4 24 31 41 46 56
0,022 мкФ — — 4,5 25 32 42 48 58
0,033 мкФ — — 6 30 35 45 50 58
0,047 мкФ — — 8 33 40 45 50 60
0,068 мкФ — 10 35 40 45 50 60
0,1 мкФ 25 40 45 50 55 60
0,22 мкФ 10 28 43 48 52 58 65
0,33 мкФ 12 30 45 52 55 58 65
0,47 мкФ 14 33 50 53 58 65 70
0,68 мкФ 15 35 50 55 60 65 70
1 мкФ 25 45 53 58 62 65 70
1,5 мкФ 12 25 45 54 60 65 65 70
2,2 мкФ 15 26 45 55 60 65 67 70
3,3 мкФ 18 30 45 56 60 68 69 70
4,7 мкФ 20 33 50 60 65 70 70 70
6,8 мкФ 25 40 51 65 70 70 70 70
10 мкФ 30 45 55 67 70 70 70 70
0,1-1000 МГц с учетом минимально возможного значения фактической емкости. (2,+2!)], (4)
где — внутреннее сопротивление источника; Т1 — полное сопротивление нагрузки;
— передаточное сопротивление, определяемое по графику (рис. 5) [1] для значения затухания в 50-омной системе.
При разработке конденсаторов была исследована кратковременная и долговременная электрическая прочность, определены и реализованы пути ее увеличения. Из-за разницы до 10 раз внешнего диаметра конденсатора (4-12 мм) и диаметра внутреннего сквозного отверстия (1,3 мм) наибольшая напряженность электрического поля находится вблизи этого отверстия. В этом месте и происходили пробои диэлектрика при определении кратковременной электрической прочности. Для выравнивания электрического поля была предложена конструкция с применением так называемого «плавающего электрода» [8], что позволило повысить номинальное напряжение конденсаторов К10-81 до 1000 В.
При длительных испытаниях конденсаторов в режиме максимально допустимых значений окружающей температуры и электрической нагрузки не наблюдается существенного ухудшения электрических параметров. Результаты этих испытаний позволили оценить надежность конденсаторов К10-81, показатели которой приведены в таблице 5.
В качестве одного из основных параметров, определяющих предельно допустимые электрические режимы (по переменному напряжению и частоте) для керамических конденсаторов, в том числе и для ранее разработанных шайбовых конденсаторов К10-54, обычно принимается максимально допускаемое значение реактивной мощности:
Рр = и 2хюхС.
При этом величина допускаемой реактивной мощности определяется исходя из пре-
вышения температуры поверхности конденсатора над температурой окружающей среды не более чем на 10-15 °С. Указанный подход справедлив при условии, что температура нагрева одного и того же конденсатора при постоянном значении реактивной мощности Рр = const, но при различных значениях величин переменного напряжения U и частоты ю будет одинакова. Проведенные испытания показали, что это условие для шайбовых конденсаторов не соблюдается. Значения температуры нагрева этих конденсаторов при их нагрузке на постоянную реактивную мощность, но при различных значениях напряжения и частоты существенно различались. Установлено, что основную долю в нагрев таких конденсаторов вносит активная мощность, выделяемая в виде тепла в контактном узле «внутренние электроды — внутренняя контактная поверхность», так как в этом месте плотность тока имеет максимальное значение. Доля, вносимая потерями в диэлектрике, существенно меньше. Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы:
• При нагрузке конденсаторов постоянной реактивной мощностью на различных частотах величина перегрева не остается постоянной, а увеличивается с повышением частоты.
• Перегреву конденсаторов на 10 °С на разных частотах соответствует примерно одинаковое значение реактивного емкостного тока.
• При прохождении через конденсатор переменного тока постоянной величины, но различной частоты величина перегрева практически не меняется.
• Задаваемые ранее в ТУ на шайбовые конденсаторы требования по допускаемой реактивной мощности не являются обоснованными и не могут быть рекомендованы для выбора электрических режимов при эксплуатации.
Зарубежные стандарты, каталоги, рекомендации по применению керамических конденсаторов содержат требования по ограничению нагрузки реактивной мощностью только для высоковольтных конденсаторов большой реактивной мощности. Для предотвращения перегрева конденсаторов К10-81 раз-
работаны рекомендации по ограничению электрических режимов при эксплуатации конденсаторов. Амплитуду и форму напряжения помех, которые будут проходить через конденсатор «на землю», нельзя точно определить и регламентировать. Однако величина помех вряд ли может вызвать перегрев конденсатора, и параметры помех не требуют каких-либо ограничений. Нагрев может вызвать емкостной ток переменного напряжения основной цепи, в которую включен конденсатор. Исходя из полученных результатов и имеющегося у нас опыта, с большим запасом было принято ограничение по емкостному току 300 мА. Косвенным подтверждением правильности выбора максимально такого значения емкостного тока является то, что такие же ограничения по току приняты для чип-фильтров конструкции монолитных многослойных конденсаторов фирмы Murata [9]. Площади проходных электродов и контактных узлов этих фильтров сопоставимы с аналогичными площадями конденсаторов К10-81. n
Литература
1. Воловик М. Отечественные керамические проходные конденсаторы и фильтры для подавления электромагнитных помех // Компоненты и технологии.2005. № 5.
2. EMI Filtering. Product Guide. Каталог фирмы Spectrum Control inc, USA.
3. Ceramic capacitors. Каталог фирмы Eurofarad, Франция.
4. Filters EMI-RFI. Каталог фирмы Tusonix.
5. Discoidal capacitors. Каталог фирмы Syfer, Англия.
6. ГОСТ 13661-92. Пассивные помехоподавляющие фильтры и элементы. Методы измерения вносимого затухания. Комитет стандартизации и метрологии СССР, Москва.
7. Красильщиков М., Смирнов В., Шалаева А. Керамические проходные ФНЧ с малыми потерями // Электроника: НТБ. 2009. № 7, 8.
8. Патент № 87562 (РФ). Дисковый проходной керамический конденсатор постоянной емкости / В. Ф. Смирнов, А. А. Шалаева, М. Я. Красильщиков. Приоритет от 19.06.09.
9. Custom designed filter connectors. Catalog No 61-04. Murata Erie North America, INC.
Таблица 5. Показатели надежности конденсаторов К10-81
Режимы эксплуатации Интенсивность отказов, 1/ч Нара- ботка, ч Срок службы
155 °С, 0,5 ином для МП0, Н20, Н50 85 °С, ином для МП0, Н20, Н50, Н90 5х10-6 25 000 25 лет
70 °С, 0,6 ином 2х10-6 100 000
60 °С, 0,6 ином 1х10-6 150 000
«»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.
АО Элеконд
По сравнению с электролитическими, оксидно-полупроводниковые конденсаторы имеют заметно меньшее изменение электропараметров при хранении и требуют небольшого времени тренировки. Кроме этого, они допускают работу при напряжениях значительно ниже номинального значения, а это позволяет увеличивать их срок минимальной наработки.
Применяются в продукции специального назначения, бортовой и наземной аппаратуре связи, приборах, работающих в жёстких климатических условиях и при повышенных механических нагрузках.
Диапазон рабочих температур от -60 °С до +85 °С, от -60 °С до +125 °С, от -60 °С до +175 °С.
Оксидно-полупроводниковые конденсаторы, по отношению к другим типам конденсаторов с оксидным диэлектриком, обладают высокой величиной наработки.
Для увеличения срока минимальной наработки рекомендуется конденсаторы этой серии отделять от источников питания сопротивлением не менее 3 Ом на 1 вольт рабочего напряжения.
Основные элементы танталового оксидно-полупроводникового конденсатора.
- объёмно-пористый анод, изготовленный из танталового порошка
- пятиокись тантала, сформованная на поверхности анода электрохимическим способом, она служит диэлектриком
- двуокись марганца, твёрдый полупроводник, полученный методом пиролитического разложения нитрата марганца, служит катодом.
На двуокись марганца наносятся слои углерода, серебряной пасты. Они необходимы для обеспечения заданных значений tg и Z за счёт создания омических контактов между анодом, катодом и технологическими выводами конденсатора.
К53-1А
Герметичные конденсаторы, отличающиеся высокой надёжностью.
К53-82
Конденсаторы полярные, постоянной ёмкости, предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока и в импульсных режимах. По конструктивному исполнению конденсаторы аналогичны конденсаторам К53-1А, К53-4, К53-52, К53-66, герметичные, в корпусе цилиндрической формы с аксиальными проволочными выводами. Изделия имеют шкалу номинального напряжения от 6,3 В до 40 В и ёмкости от 0.033 мкФ до 1 000 мкФ. Диапазон температур среды от -60°С до 125°С
К53-66
Танталовые оксидно-полупроводниковые конденсаторы в герметичном цилиндрическом стальном корпусе. Благодаря использованию высокоёмких танталовых порошков, конденсаторы имеют меньшие, по сравнению с отечественными аналогами, габаритные размеры.
К53-7
Герметичные неполярные оксидно-полупроводниковые конденсаторы.
К53-65
Конденсаторы в пластмассовом корпусе, опрессованного исполнения. Имеет защищённую конструкцию, низкое полное сопротивление, малые токи утечки. Изделия предназначены для использования в электронной аппаратуре специального и гражданского назначения, которая критична к массо-габаритным показателям.
К53-68
Конденсаторы в пластмассовом корпусе опрессованного исполнения. Данные конденсаторы изготавливаются в двух исполнениях: стандартном и низкопрофильном. Высота корпуса конденсатора низкопрофильного исполнения не превышает 2.2 мм. Конденсаторы К53-68 имеют повышенную ударопрочность (40 000 g — для одиночных ударов), высокую стойкость к воздействию спецфакторов. Изделия могут применяться в различных видах спецтехники, а также продукции гражданского назначения.
К53-69
Конденсаторы полярные, постоянной ёмкости. Предназначены для поверхностного монтажа в цепях постоянного, пульсирующего токов и в импульсном режиме. Изготавливаются в климатическом исполнении В
К53-71
Оксидно-полупроводниковые полимерные танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа. Значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) конденсаторов в 9-10 раз ниже, чем у конденсаторов стандартных серий с применением катодного материала MgO2, и менее подвержены воспламенению и горению при выходе из строя.
К53-72
Танталовые конденсаторы с ультранизкими значениями ЭПС. В Изделиях использована мультианодная технология (соединение нескольких параллельных анодов). Конденсаторы имеют: расширенную шкалу емкостей от 22 мкФ до 1 500 мкФ; температурный диапазон от -60 °С до +125 °С; высокий допустимый ток пульсаций от 1.3 А до 2.2 А; стабильные температурные и частотные характеристики.
К53-74
Оксидно-полупроводниковые полимерные многосекционные танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа. Разработаны на основе комбинации двух технологий — мультианодной и полимерной. Имеют сверхнизкие значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). Менее подвержены воспламенению и горению при выходе из строя.
К53-77
Конденсаторы полярные, постоянной ёмкости. Предназначены для работы в цепях постоянного, пульсирующего тока и в импульсном режиме. Изготавливают в едином исполнении, пригодном для ручной и автоматизированной сборки.
К53-78
Конденсаторы полярные, постоянной ёмкости. Предназначены для работы в цепях постоянного, пульсирующего тока и в импульсном режиме. Изготавливают в едином исполнении, пригодном для ручной и автоматизированной сборки.
К53-79
Полярные чип-конструкции постоянной ёмкости. Предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов и в импульсном режиме. Конденсаторы разрабатываются в виде прямоугольной конструкции для внутреннего монтажа с двумя выводами в виде контактных площадок.
К53-80
Полярные чип-конструкции постоянной ёмкости. Предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов и в импульсном режиме. Конденсаторы разрабатываются в виде прямоугольной конструкции для внутреннего монтажа с двумя выводами в виде контактных площадок.
Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ
В большинстве публикаций, посвященных конструкциям керамических помехоподавляющих фильтров и рекомендациям по их применению, как правило, основное внимание уделяется компонентам зарубежных фирм (Spectrum Control, Erie, Tusonix, Murata и др.). Но определенную нишу в мировой номенклатуре занимают серии отечественных проходных конденсаторов и фильтров, которые практически не уступают по своим характеристикам зарубежным аналогам, но существенно дешевле их. Рассмотрим конструкции и характеристики серийно выпускаемых ОАО “НИИ “Гириконд” изделий, а также ближайшие перспективы новых разработок.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯВ связи с миниатюризацией аппаратуры, ростом чувствительности схем и компонентов к помехам, увеличением числа сигнальных линий и повышением частоты передачи сигналов ужесточаются требования к обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС). Согласно ГОСТ Р50397, под ЭМС понимается «способность технических средств функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам». Все технические средства, генерирующие такие помехи или восприимчивые к ним, обязательно должны сертифицироваться. Поэтому борьбе с помехами в последнее время уделяется все больше внимания как на стадии разработки аппаратуры, так и при ее производстве и эксплуатации.
Негативное воздействие оказывают помехи двух типов: передаваемые по проводникам (кондуктивные помехи) и наведенные электромагнитными колебаниями. Аналогичным образом, и воспринимающее устройство может быть чувствительно как к помехам, поступающим по проводам (кондуктивная восприимчивость), так и к помехам, создаваемым электромагнитными полями (восприимчивость к излучению). Один из основных способов подавления кондуктивных помех – применение помехоподавляющих фильтров, предназначенных для ограничения их уровня. Эти фильтры оказываются эффективными для снижения уровня помех как передаваемых источником, так и поступающих на воспринимающее устройство. Диапазон применения фильтров очень широк: от шин питания до шин данных и каналов связи. Велика и номенклатура помехоподавляющих фильтров. Среди них особое место занимают керамические проходные конденсаторы и фильтры, применяемые в основном как комплектующие изделия. Основные параметры, описывающие эффективность фильтров, – частота среза (или частота начала фильтрации), на которой затухание равно 3 дБ, значение вносимого затухания в заданном диапазоне частот и наклон зависимости затухания от частоты. В зависимости полезного сигнала от полосы частот значения частоты среза могут колебаться от предельно низкого (менее 1кГц) для линий питания постоянного тока до сотен мегагерц и выше. Значение вносимых потерь – мера эффективности помехоподавления, а крутизна характеристики – мера скорости достижения этого уровня подавления помех.
Действие фильтров основано на частичном поглощении сигналов ВЧ-помех в индуктивности и шунтировании через конденсатор на «землю» ВЧ-составляющей. В качестве индуктивности фильтров применяются катушки, намотанные на ферритовые сердечники, или токонесущий центральный проводник, окруженный магнитопроводом (трубкой) из термостабильного феррита, так называемый безвитковый дроссель.
Простейший С-фильтр, или проходной конденсатор, – это конденсатор с тремя выводами, два из которых представляют собой концы одного проводника (сигнальный, или силовой, вывод), соединяющего источник помехи и нагрузку. Третий – вывод на «землю». Частотная характеристика такого фильтра имеет самую малую крутизну. Для увеличения эффективности помехоподавления конденсатор и индуктивности соединяют в различной комбинации, образуя фильтры LС-, П- или Т-типов (рис.1). Все рассматриваемые фильтры – фильтры нижних частот, которые пропускают постоянный ток или сигнал на частоте ниже частоты среза и ослабляют ВЧ-помехи. Отметим, что частоту среза определяет только значение емкости конденсатора, а наклон частотной характеристики – тип фильтра. Наиболее эффективны – фильтры П- и двойного Т-типов.
Разработкой и промышленным выпуском помехоподавляющих фильтров занимаются многие крупные фирмы США, Европы и Азии, поставляющие на мировой рынок около 16000 наименований помехоподавляющих конденсаторов и 8000 типов фильтров. Крупнейшие производители керамических конденсаторов, конструкции и параметры которых определяют основные характеристики фильтров, – Spectrum Control, Tusonix, АМР, Murata, TDK. Отечественная промышленность выпускает 16 типов керамических помехоподавляющих конденсаторов и шесть типов фильтров. Эти изделия, занимая определенную нишу в мировой номенклатуре помехоподавляющих приборов, по своим техническим характеристикам не уступают зарубежным компонентам.
Проходные конденсаторы серии КТП. Это первые проходные конденсаторы сравнительно простой конструкции, разработанные в конце 50-х годов. Они до сих пор находят применение и выпускаются мелкими сериями. Эти конденсаторы служат простейшими С-фильтрами, развязывающими по высокой частоте источники питания от нагрузки. Отличаются относительно высоким максимально допустимым напряжением (800, 500 и 400 В) по постоянному току (табл.1). Следует отметить, что переменная составляющая приложенного напряжения для конденсаторов КТП, как и для других проходных конденсаторов и фильтров, с одной стороны, ограничивается максимально допустимым значением реактивной мощности, определяемой по формуле Pr=2pfU2C, где: f – частота, измеряемая в герцах, U – переменная составляющая в вольтах, С – емкость в фарадах. При превышении этого значения может наступить тепловой пробой конденсатора из-за его перегрева, вызванного потерями энергии в диэлектрике. С другой стороны, амплитуда переменного напряжения не должна превыщать допустимое номинальное напряжение постоянного тока. Конденсатор серии КТП представляет собой керамическую трубку с нанесенными на нее внутренним и внешним электродами, через которую проходит вывод, связывающий источник питания и нагрузку. К внешнему электроду припаяна резьбовая втулка, служащая элементом крепления, через которую помехи отводятся «на землю». Начиная с определенной частоты, сказывается индуктивность проходного вывода, и конденсатор превращается в LC-фильтр.
Такую же конструкцию и назначение имеют конденсаторы серии КТПМ, отличающиеся от КТП меньшими габаритами.
Проходные конденсаторы серии К10-54, в отличие от трубчатых проходных конденсаторов серии КТП, имеют монолитную многослойную конструкцию, состоящую из чередующихся тонких слоев керамического диэлектрика и серебряно-палладиевых электродов, отдельные слои которых соединены параллельно. Такая конструкция позволила увеличить диапазон номинальных емкостей более чем в 100 раз, а их удельную емкость – на несколько порядков (табл.2). Конденсатор крепится путем пайки наружного электрода к «заземленной» поверхности приборов. Сигнальный провод, электромагнитные помехи в котором подлежат фильтрации, пропускается через сквозное отверстие в конденсаторе и припаивается к внутреннему электроду. При монтаже конденсаторов группы Н90 рекомендуется применять припои, температура плавления которых не превышает 210°С, для групп МПО и Н50 – припои с температурой плавление не более 240°С. В качестве проходного вывода рекомендуется медный серебренный или луженый одножильный провод. Возможно применение гибкого многожильного провода. Диаметр одножильного провода для конденсаторов с внутренним отверстием диаметром 1,3 мм не должен превышать 0,8 мм, с диаметром отверстия 2,5–2 мм. Провод припаивается перпендикулярно торцевой поверхности конденсатора, изгиб его после пайки допускается на расстоянии не менее 4 мм от нее. При пайке заранее изогнутого провода, чтобы избежать электрического разряда, изогнутый участок не должен быть ближе 2 мм к поверхности конденсатора. Для предотвращения механического резонанса (нижняя резонансная частота конденсатора этого типа превышает 5 кГц) провод, проходящий через конденсатор, должен быть жестко закреплен на расстоянии не более 4 мм от поверхности конденсатора с обеих его сторон. Конденсаторы серии К10-54 применяются в различных конструкциях EMI-фильтров.
Фильтры серии Б7-2, Б14, Б23А, Б24 выполнены на базе трубчатых конденсаторов. Это – Pi-фильтры, содержащие один индуктивный и два емкостных элемента. Основное отличие их от проходных конденсаторов заключается в том, что внутренние электроды фильтра выполнены на двух раздельных изолированных друг от друга поверхностях, образующих два конденсаторных элемента, емкость каждого из которых равна половине номинальной емкости фильтра. На проходящий через фильтр внутренний вывод надета ферромагнитная трубка, создающая вместе с выводом индуктивный элемент, значение индуктивности которого лежит в пределах 0,03–1,8 мкГн (табл.3, 4). В зависимости от конкретных условий применения и конструкции фильтры монтируются в аппаратуру пайкой за корпус (Б7-2, Б23А, Б24) или при помощи резьбовой втулки (Б14 и Б24). При этом необходимо соблюдать осторожность, так как изгибающие нагрузки, большие крутящие моменты (более 0,025 кгс.м) и удары приводят к образованию трещин и сколов керамики и могут вывести фильтр из строя. При пайке фильтров за корпус следует применять режимы, указанные в технических условиях, так как при перегреве или термоударах в керамическом корпусе могут возникнуть трещины.
Вносимое затухание фильтров серии Б7-2 в диапазоне частот 100–200 МГц составляет 35 дБ, в диапазоне 200–800 МГц – 50дБ, 800–1500 МГц – 35 дБ; серии Б14 в диапазоне 100–1500 МГц – 40 дБ; серии Б-23А – 40–45дБ во всем диапазоне частот помехоподавления.
На рис.2 приведены зависимости частоты среза от емкости для наиболее перспективных фильтров серии Б-24, а на рис.3 – характер зависимости вносимого затухания от частоты.
Максимальная емкость рассмотренных выше фильтров составляет 10 нФ, в результате чего нижняя граница частотного диапазона помехоподавления равна 100 МГц для фильтров Б7-2, Б-14, Б23-А и 0,7 МГц для фильтров Б24 (табл.5). Для снижения этой границы необходимо существенно увеличить емкость фильтра, что невозможно для конденсаторов трубчатой конструкции.
LC-фильтры серии Б23Б выполнены с монолитными многослойными конденсаторами К10-54 емкостью 0,047–6,8 мкФ. Это позволило снизить нижнюю границу диапазона помехоподавления до 10 кГц. Емкостные элементы, проходные выводы, ферритовые трубки (для фильтров на ток 10 А) размещены внутри керамического корпуса и герметизированы эпоксидным компаундом. На рис.4 приведены зависимости вносимого затухания от частоты при сопротивлении схемы 75 Ом. Следует отметить, что эти характеристики условны и зависят от значений полного сопротивления источника помех и нагрузки, переходного сопротивления между корпусом фильтра и корпусом аппаратуры и ряда других факторов, плохо поддающихся расчету. Приближенный расчет зависимости вносимого затухания фильтров в диапазоне частот помехоподавления от 10 кГц до 10 МГц при значениях затухания не более 60 дБ для фильтров на напряжение 50 В и не более 50 дБ для фильтров на напряжение 250 В может производиться по формуле
…,
где А – вносимое затухание, измеряемое в децибелах, w – круговая частота, в единицах, деленных на сантиметры, С – емкость, в фарадах, R – сопротивление измерительной схемы, равное 75 Ом. Таким образом, частотные зависимости затухания фильтров при сравнительно близких значениях емкостей конденсаторов (например, в диапазоне 2,2–6,8 мкФ) различаются незначительно и определяются в основном частотой среза, лежащей ниже 10 кГц. Отсюда следует практический вывод о том, что для экономии средств не следует без необходимости применять фильтры большой емкости и что можно применять фильтры с близкими значениями емкости без ухудшения характеристик помехоподавления.
LC-фильтры серии К10-78, в отличие от отечественных фильтров ранних разработок, выпускаются в чип-исполнении и монтируются в корпус для поверхностного монтажа. За основу принята базовая конструкция многослойного монолитного керамического чип-конденсатора. Особенность фильтров этой серии – конфигурация внутренних электродов, состоящая из проходного электрода, выходящего на торцевые контактные площадки, и Т-образного электрода, создающего третью контактную площадку и формирующего емкость с проходным электродом (рис.5). Через этот электрод электромагнитные помехи отводятся на «землю». Частота среза фильтров этого типа на уровне 3 дБ лежит в диапазоне от 0,25 МГц для конденсатора емкостью 22 нФ до 302,2 МГц для конденсатора емкостью 22 пФ. Значение вносимого затухания на частотах, близких к 1000 МГц, составляет 17–18 дБ (рис.6) . По своим параметрам фильтры серии К10-78 близки к фильтрам серии NFM 40R фирмы Murata (табл.6).
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ РАЗРАБОТОК
Из температурных зависимостей емкости фильтров различных групп температурной стабильности следует, что фильтры Б23Б (Н90) с большими значениями емкости в диапазоне температур -20–30°С за пределами этого диапазона теряют свои достоинства, и при крайних рабочих температурах фактическое значение емкости составляет всего около 10% от номинального значения (рис.7). При этом вносимое затухание может снизиться на 20–30 дБ. Сейчас на базе конструкции фильтров Б23Б с использованием новых стабильных керамических материалов заканчивается разработка модернизированного варианта Б23Б-М групп температурной стабильности МПО, Н50, Н90. Диапазон номинальных значений емкости фильтра на номинальные напряжения до 500 В составляет 68 пФ (МПО) – 6,8 мкФ (Н90). Номинальное напряжение фильтров новой серии планируется увеличить до 1000 В. Фильтры смогут заменить конденсаторы серии КТП, фильтры Б14, Б23Б и др.
Для применения в условиях жестких механических нагрузок разрабатываются первые отечественные фильтры С- и LC-типов в металлических корпусах, конструктивно подобные зарубежным фильтрам типа «Bolt-in-filters»и сопоставимые по параметрам с фильтрами серии Б23Б-М.
Планируется создание фильтров на номинальный ток до 200 А, многозвенных фильтров, фильтров для наплатного монтажа, фильтров с варисторной защитой.
Литература
Джуринский К. Миниатюрные помехоподавляющие фильтры для РЭА СВЧ.– ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2001, №3, с.24–30.
Воловик М. Отечественные керамические конденсаторы и фильтры для подавления электромагнитных помех. – Компоненты и технология, 2002, №5, с.8–11.
Бландова Е. Помехоподавляющие изделия. Рекомендации по выбору и применению. – Специальная техника, 2001, №1.
Кечиев Л.Н., Бобков А.Л., Степанов П.В. Помехоподавляющие фильтры. Параметры и характеристики.–М.: Московский государственный институт электроники и математики, 1999.
Скрипников А. EMI – фильтры Murata. – Компоненты и технология, 2002, №2, с.14–16.
Малкин А., Шепелев С. Помехоподавляющие фильтры фирмы Spectrum control. – Электронные компоненты, 1997, №7 (8), с.24–25.
Средства предотвращения террористических актов
Центр коммерциализации перспективной технологии (Center for Commercialization of Advanced Technology – CCAT) США объявил лауреатов премии за лучшие достижения в области средств предотвращения террористических актов как военного, так и гражданского назначения. Центру оказывает поддержку Конгресс США, финансируется он Пентагоном как частно-общественное совместное содружество представителей науки, промышленности и правительства.
Среди лауреатов премии CCAT (75 тыс.долл.) компания Harbor Offshore – за рыночные исследования, позволившие выпустить на военный и гражданский рынки созданную ее разработчиками систему охраны и обеспечения безопасности портов. Система содержит защитное поглощающее энергию сеточное ограждение, способное предотвратить высокоскоростные угрозы в гаванях и портах. Еще одна премия, размером также 75 тыс. долл., поможет компании 20/20 GeneSystems реализовать второе поколение анализатора опасных для жизни веществ BioСheck. Комплект BioСheck первого поколения успешно используется для выявления подозрительных порошков, которые могут содержать вирусы сибирской язвы и другие опасные биореагенты.
Грант такой же суммы получила и компания Energetics Corp. Он предназначен для разработки портативных электрохимических источников питания. Компания намерена создать анионные мембраны с высокой ионной проводимостью. Предполагается, что такие ячейки заменят литиевые батареи. Четвертый грант (сумма та же) был выдан Trex Enterprises с целью создания на базе пассивной СВЧ-камеры образцов портативной ручной системы обнаружения керамических и других неметаллических взрывчатых веществ, представляющих опасность для жизни.
www.eet.com
Интернет-магазин керамических конденсаторов| Future Electronics
Дополнительная информация о керамических конденсаторах …
Что такое керамический конденсатор?Керамический конденсатор — это конденсатор с фиксированной величиной, в котором керамический материал действует как диэлектрик. Он состоит из двух или более чередующихся слоев керамики и металлического слоя, действующих как электроды. Состав керамического материала определяет электрические характеристики и, следовательно, области применения.
Чаще всего используются дисковые конденсаторы, особенно многослойные керамические конденсаторы или многослойные микросхемные конденсаторы MLCC.
Керамический конденсатор — Характеристики- Точные допуски и прецизионность — Керамические конденсаторы в основном используются для обеспечения высокой стабильности работы и в устройствах с низкими потерями. Эти устройства обеспечивают очень точные результаты, а также значения емкости этих конденсаторов стабильны по отношению к приложенному напряжению, частоте и температуре.
- Преимущества небольшого размера — В случаях, когда требуется плотность упаковки для компонентов с высокой плотностью упаковки, эти устройства имеют большое преимущество по сравнению с другими конденсаторами. Например, многослойный керамический конденсатор «0402» имеет размеры около 0,4 мм x 0,2 мм.
- Высокая мощность и высокое напряжение. Керамические конденсаторы изготовлены таким образом, чтобы выдерживать более высокие напряжения, и такие конденсаторы являются силовыми керамическими конденсаторами. Эти конденсаторы намного больше, чем те, что используются на печатных платах.У них также есть специализированные клеммы, используемые для более безопасного подключения источника высокого напряжения. Керамические конденсаторы Power выдерживают напряжение от 2 кВ до 100 кВ.
Керамические конденсаторы класса 1 обеспечивают высокую стабильность и низкие потери для приложений с резонансными цепями. Они очень точны, а значение емкости стабильно в отношении приложенного напряжения, температуры и частота.
Конденсаторы серии NP0 обладают емкостной термической стабильностью ± 0.54% в общем диапазоне температур от -55 до +125 ° C.
Допуски номинального значения емкости могут составлять всего 1%.
Обычно в качестве диэлектриков используются титанат магния для положительного температурного коэффициента или титанат кальция для конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом. Используя комбинации этих и других соединений, можно получить диэлектрическую проницаемость от 5 до 150.
Также можно получить температурные коэффициенты от +40 до -5000 ppm / C.
Конденсаторы класса 1 также обладают лучшими характеристиками в отношении коэффициента рассеяния. Это может быть важно во многих приложениях. Типичный показатель может составлять 0,15%. Также возможно получить конденсаторы класса 1 с очень высокой точностью (~ 1%), а не более обычные версии с допуском 5% или 10%. Конденсаторы первого класса точности имеют обозначение C0G или NP0.
Конденсаторы класса 2 имеют высокую емкость на единицу объема и используются для менее чувствительных приложений.
- Диапазон температур: от -50 ° C до + 85 ° C
- Коэффициент рассеяния: 2.5%.
- Точность: от средней до плохой
Конденсаторы класса 2 обеспечивают лучшую производительность в отношении объемного КПД. Обычно они используются для развязки, соединения и байпаса, где точность не имеет первостепенного значения.
Керамические конденсаторы класса 3 обеспечивают по-прежнему высокий объемный КПД за счет низкой точности и стабильности, а также низкого коэффициента рассеяния.
Они также обычно не выдерживают высокого напряжения.
В качестве диэлектрика часто используется титанат бария.
- Изменит свою емкость на -22% до + 50%.
- Диапазон температур от + 10 ° C до + 55 ° C.
- Коэффициент рассеяния: от 3 до 5%.
- У него будет довольно низкая точность (обычно 20% или -20 / + 80%).
В результате керамические конденсаторы класса 3 обычно используются в качестве развязки или в других источниках питания, где точность не является проблемой.
Керамические конденсаторы сейчас доступны трех основных типов, хотя доступны и другие стили:- Керамические конденсаторы с выводным диском для монтажа в сквозные отверстия, покрытые смолой
- Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа конденсаторы, которые предназначены для установки в разъем на печатной плате и припаяны на месте.
Подавляющее большинство керамических конденсаторов, которые используются сегодня, представляют собой устройства для поверхностного монтажа — SMT.
Керамические конденсаторы SMD / SMT имеют форму прямоугольного блока или куба. Сам конденсатор состоит из керамического диэлектрика, в котором содержится несколько чередующихся электродов из драгоценных металлов. Эта структура обеспечивает высокую емкость на единицу объема.
Обозначение упаковки керамического конденсатора| Обозначение упаковки | Размер (мм) | Размер (дюймы) |
| 1812 | 4.6 x 3,0 | 0,18 x 0,12 |
| 1206 | 3,0 x 1,5 | 0,12 x 0,06 |
| 0805 | 2,0 x 1,3 | 0,08 x 0,05 |
| 0603 | 1,5 x 0,8 | 0,06 x 0,03 |
| 0402 | 1,0 x 0,5 | 0,04 x 0,02 |
| 0201 | 0,6 x 0,3 | 0,02 x 0,01 |
Применение керамики конденсаторы включают в себя передающие станции, индукционные печи, источники питания высоковольтных лазеров, силовые выключатели, устройства с высокой плотностью размещения, печатные платы, преобразователи постоянного тока в постоянный и т. д.
Эти конденсаторы также используются в качестве конденсаторов общего назначения, а также используются на щетках двигателей постоянного тока, чтобы минимизировать радиочастотный шум.
Какие типы и диэлектрики у керамических конденсаторов?
Керамический конденсатор также называется монолитным конденсатором, диэлектрическим материалом которого является керамика. По разным керамическим материалам их можно разделить на два типа: низкочастотные керамические конденсаторы и высокочастотные керамические конденсаторы. По структуре его можно разделить на пластинчатый конденсатор, трубчатый конденсатор, прямоугольный конденсатор, чип-конденсатор, проходной керамический конденсатор и так далее.
Каталог
Ⅰ Введение
Керамический конденсатор — это общий термин для конденсаторов с керамическим материалом в качестве диэлектрика. Разновидностей много, и размеры сильно различаются. По напряжению их можно разделить на керамические конденсаторы высокого, среднего и низкого напряжения. В соответствии с температурным коэффициентом диэлектрическая проницаемость может быть разделена на отрицательный температурный коэффициент, положительный температурный коэффициент, нулевой температурный коэффициент, высокую диэлектрическую проницаемость и низкую диэлектрическую проницаемость.Кроме того, существуют методы классификации для классов 1, 2 и 3. По сравнению с другими конденсаторами общие керамические конденсаторы имеют преимущества более высокой температуры использования, большой удельной емкости, хорошей влагостойкости и малых диэлектрических потерь. Температурный коэффициент емкости также можно выбирать в широком диапазоне.
Рисунок 1. керамический конденсатор
Ⅱ
Типы керамических конденсаторов1.
Полупроводниковый керамический конденсатор RS(1) Керамические конденсаторы с поверхностным слоем.Микро-миниатюрный конденсатор, то есть конденсатор получает максимально возможную емкость при минимально возможном объеме, что является одной из тенденций в развитии конденсаторов.
Для компонентов разделительного конденсатора существует два основных подхода к миниатюризации:
① сделать диэлектрическую постоянную диэлектрического материала как можно более высокой;
② делайте толщину диэлектрического слоя как можно более тонкой.
В керамических материалах диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической керамики очень высока, но когда сегнетоэлектрическая керамика используется для изготовления обычных сегнетоэлектрических керамических конденсаторов, трудно сделать керамический диэлектрик тонким.Во-первых, сегнетоэлектрическая керамика имеет низкую прочность и легко растрескивается, когда она тоньше, что затрудняет выполнение реальных производственных операций. Во-вторых, когда керамическая среда тонкая, легко вызвать различные структурные дефекты, а производственный процесс очень сложен.
В керамических конденсаторах с поверхностным слоем используется тонкий изолирующий слой, сформированный на поверхности полупроводниковой керамики, такой как BaTiO3, в качестве диэлектрического слоя, а сама полупроводниковая керамика может рассматриваться как последовательная цепь диэлектрика.Толщина изолирующего поверхностного слоя керамического конденсатора поверхностного слоя варьируется в зависимости от способа и условий формирования и составляет от 0,01 до 100 мкм. Таким образом, используется не только высокая диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической керамики, но также эффективно уменьшается толщина диэлектрического слоя, что является эффективным решением для изготовления керамических конденсаторов микромалого размера.
На следующем рисунке показана общая структура керамического конденсатора с поверхностным слоем и (b) его эквивалентная схема.
Рисунок 2. Структура керамического конденсатора с поверхностным слоем и его эквивалентная схема
(2) Керамические конденсаторы с межзеренным пограничным слоем. Поверхность полупроводниковой керамики BaTiO3 с относительно хорошо развитыми зернами покрывается соответствующим оксидом металла (например, CuO или Cu2O, MnO2, Bi2O3, Tl2O3 и т. Д.). При термообработке при соответствующей температуре и условиях окисления покрытый оксид образует эвтектическую фазу с BaTiO3, а на границах зерен образуется тонкий изоляционный слой из твердого раствора.Удельное сопротивление этого тонкого изоляционного слоя из твердого раствора очень высокое (до 1012 ～ 1013 Ом · см). Хотя кристаллические зерна керамики по-прежнему являются полупроводниками, все керамическое тело демонстрирует значительную диэлектрическую проницаемость от 2 × 104 до 8 × 104 изолирующего диэлектрика. Конденсаторы, изготовленные из этого фарфора, называются керамическими конденсаторами пограничного слоя, или сокращенно конденсаторами BL.
2.
Высоковольтный керамический конденсатор sС быстрым развитием электронной промышленности возникла острая необходимость в разработке высоковольтных керамических конденсаторов с высоким напряжением пробоя, малыми потерями, небольшими размерами и высокой надежностью.За последние 20 лет высоковольтные керамические конденсаторы успешно разработаны и широко используются в энергосистемах, источниках питания для лазеров, видеомагнитофонах, цветных телевизорах, электронных микроскопах, фотокопировальных устройствах, оборудовании для автоматизации делопроизводства, авиакосмической промышленности, ракетах и навигации.
Керамические материалы высоковольтных керамических конденсаторов в основном бывают двух типов: на основе титаната бария и на основе титаната стронция.
Керамические материалы на основе титаната бария обладают преимуществами высокой диэлектрической проницаемости и хорошими характеристиками выдерживаемого напряжения переменного тока, но также имеют недостатки, такие как скорость изменения емкости увеличивается с увеличением температуры среды и сопротивление изоляции уменьшается.
Температура Кюри кристаллов титаната стронция составляет -250 ° C, при нормальной температуре он имеет кубическую структуру перовскита. При высоких напряжениях керамический материал на основе титаната стронция имеет небольшое изменение диэлектрического коэффициента, малую tgδ и небольшую скорость изменения емкости. Эти преимущества делают его очень полезным в качестве диэлектрика конденсатора высокого напряжения.
T Основные моменты производственного процесса
(1) Необходимо выбирать сырье
Факторами, влияющими на качество высоковольтных керамических конденсаторов, помимо состава керамического материала, являются: также оптимизированный производственный процесс и строгие технологические условия.Поэтому необходимо учитывать как стоимость, так и чистоту сырья. Выбирая промышленное чистое сырье, мы должны обращать внимание на применимость сырья.
(2) Приготовление фритты
Качество приготовления фритты имеет большое влияние на тонкость помола и обжиг фарфора. Если температура синтеза фритты низкая, синтез недостаточен. Вредит последующим процессам. Если Ca2 + останется в композите, это будет препятствовать процессу прокатки.Если температура синтеза слишком высока, фритта будет слишком твердой, что повлияет на эффективность шаровой мельницы. Введение примесей в измельчающую среду снизит активность порошка и вызовет повышение температуры обжига фарфора.
(3) Процесс формования
При формовании необходимо предотвратить неравномерное давление в направлении толщины, а в закрытом теле слишком много пор. Если есть большие поры или трещины в слое, это повлияет на электрическую прочность фарфора.
(4) Процесс обжига
Система обжига должна строго контролироваться, и необходимо использовать оборудование для контроля температуры с хорошими характеристиками и мебель для печи с хорошей теплопроводностью.
(5) Герметизация
Выбор герметика, контроль процесса герметизации и очистка поверхности фарфора имеют большое влияние на характеристики конденсатора. Поэтому необходимо выбирать герметизирующий материал с хорошей влагостойкостью, который плотно сочетается с поверхностью фарфорового корпуса и имеет высокую электрическую прочность.
Для повышения напряжения пробоя керамических конденсаторов нанесение слоя стеклянной глазури по краям границы раздела между электродом и диэлектрической поверхностью может эффективно улучшить выдерживаемое напряжение и характеристики высокотемпературной нагрузки керамических конденсаторов, используемых в высоковольтных сетях. схемы, такие как телевизоры.
3.
Многослойный керамический конденсатор сМногослойный керамический конденсатор (MLCC) является наиболее широко используемым типом компонентов микросхемы.Это материал внутреннего электрода и керамическое тело, уложенные поочередно параллельно в несколько слоев и объединенные в единое целое, также известное как монолитный конденсатор на кристалле. Он отличается небольшими размерами, большим удельным объемом и высокой точностью. Он может быть установлен на печатных платах (PCB) и подложках гибридных интегральных схем (HIC), эффективно уменьшая размер электронных информационных оконечных устройств (особенно портативных). И вес для повышения надежности продукта.Он соответствует направлению развития миниатюризации, легкости, высокой производительности и многофункциональности ИТ-индустрии. Он не только имеет простую упаковку и хорошие герметизирующие свойства, но также может эффективно изолировать противоположный электрод. MLCC может играть роль хранения электрического заряда, блокировки постоянного тока, фильтрации, объединения, различения различных частот и настройки схем в электронных схемах. Он может частично заменить органические пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы в высокочастотных импульсных источниках питания, источниках питания компьютерных сетей и оборудовании мобильной связи.Это может значительно улучшить характеристики фильтрации и защиты от помех высокочастотных импульсных источников питания.
1. Миниатюризация
Для компактных электронных продуктов, таких как видеокамеры и мобильные телефоны, необходимы более компактные продукты MLCC. С другой стороны, благодаря достижениям в области прецизионных печатных электродов и процессов ламинирования, сверхмалые изделия из MLCC также постепенно появляются и находят применение. Взяв в качестве примера разработку японской прямоугольной MLCC, внешние размеры были уменьшены с 3216 в начале 1980-х годов до 0603 сегодня.
2. Внутренний электрод из основного металла со снижением затрат MLCC
Поскольку в традиционном MLCC используется дорогой палладиевый электрод или электрод из сплава палладий-серебро, 70% стоимости его производства приходится на материал электрода. В MLCC нового поколения, включая высоковольтные MLCC, в качестве электродов используются дешевые материалы из недрагоценных металлов — никель и медь, что значительно снижает стоимость MLCC. Однако внутренний электрод из основного металла MLCC необходимо спекать при более низком парциальном давлении кислорода, чтобы обеспечить проводимость материала электрода, а более низкое парциальное давление кислорода приведет к полупроводниковой тенденции диэлектрической керамики, которая не способствует изоляции. и надежность.Murata разработала несколько антиредуктивных керамик, которые спекаются в восстановительной атмосфере. Надежность конденсаторов сравнима с надежностью конденсаторов с электродами из благородных металлов. В настоящее время продажи металлизированных конденсаторов Y5V составляют около половины MLCC в этой группе.
3. Большая емкость и высокая частота
С одной стороны, с низковольтным приводом и низким энергопотреблением полупроводниковых устройств рабочее напряжение интегральных схем было снижено с 5 В до 3 В и 1.5 В; С другой стороны, миниатюризация источников питания требует небольших продуктов большой емкости для замены громоздких алюминиевых электролитических конденсаторов. Чтобы удовлетворить потребности в разработке и применении таких низковольтных и больших емкостных МКК, с точки зрения материалов, были разработаны высокодиэлектрические материалы релаксационного типа с относительной диэлектрической проницаемостью, которая в 1-2 раза выше, чем BaTiO3. В процессе разработки новых продуктов одновременно были разработаны три ключевые технологии, а именно технология диспергирования порошка ультратонких сырых листов, улучшенная технология формирования зеленой пленки и технология согласования усадки внутреннего электрода и керамического зеленого листа.Недавно японская компания Matsushita Electronic Components Co., Ltd. успешно разработала MLCC большой емкости с максимальной емкостью 100 мкФ и максимальным выдерживаемым напряжением 25 В. Этот продукт можно использовать для линий электропередач жидкокристаллических дисплеев (ЖКД).
Ⅲ Керамический диэлектрик конденсатора
Керамические материалы обладают превосходными электрическими, механическими и тепловыми свойствами и могут использоваться в качестве диэлектриков конденсаторов, подложек схем и упаковочных материалов.
1.
The Микроструктура керамических материаловКерамические материалы — это материалы, которые изготовлены из оксидов или других соединений и затем обожжены при высоких температурах, близких к температуре плавления.Керамика представляет собой сложную поликристаллическую и многофазную систему, которая обычно состоит из кристаллической фазы, стеклянной фазы, газовой фазы и межфазной границы. Характеристики, состав, относительное содержание и распределение этих фаз определяют основные свойства керамики.
Кристаллическая фаза в керамике обычно относится к кристаллическим зернам разного размера, формы и случайной ориентации. Диаметр кристаллических зерен обычно составляет от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров.Кристаллические фазы могут принадлежать к одному и тому же соединению или кристаллической системе, или они могут быть разными соединениями или разными кристаллическими системами. Если в керамике два или более зерен с разным составом и структурой, их называют поликристаллической фазовой керамикой. Фаза продукта с наиболее относительным содержанием называется основной кристаллической фазой, а другая — фазой побочного продукта. Среди них свойства основной кристаллической фазы определяют свойства материала, такие как относительная f-постоянная, электрическая проводимость, потери и коэффициент теплового расширения.
Газовая фаза обычно распределена по границам зерен, рекристаллизованных кристаллах и стекловидной фазе и является неизбежной частью керамической структуры. Это происходит из-за того, что невозможно достичь полной близкой настройки между отдельными кристаллическими зернами во время процесса обжига, а стеклянная фаза не может заполнить пустоты отдельных кристаллических зерен; это также может быть пора, образованная из-за выделения газа во время спекания заготовки. Газовая фаза может серьезно повлиять на электрические, механические и термические свойства керамических материалов.Обычно желательно, чтобы чем меньше содержание газовой фазы в керамике, тем лучше.
2.
Характеристики и классификация конденсатора из фарфораКерамический конденсатор изготавливается путем пайки выводов после формирования металлических слоев на обеих сторонах керамической подложки. Эти керамические материалы, используемые в качестве конденсаторов, называются фарфором.
Рисунок 3. керамический конденсатор
(1) По сравнению с другими диэлектрическими материалами конденсаторов, диэлектрическая керамика имеет следующие характеристики:
① Диэлектрическая проницаемость и температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, а также механические и теплофизические свойства можно регулировать, и диэлектрическая проницаемость также велика.
②Диэлектрическая проницаемость некоторых диэлектрических керамик (прочная диэлектрическая керамика, в основном сегнетоэлектрическая керамика) может изменяться в зависимости от напряженности электрического поля. Его можно использовать для изготовления нелинейных конденсаторов, иногда называемых варисторными конденсаторами.
③ Обилие сырья, низкая стоимость и простое массовое производство.
(2) Существует несколько методов классификации фарфоровых конденсаторов.
Согласно заявке, его можно разделить на фарфор класса 1, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 1 (высокочастотные); Фарфор класса 2, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 2 (сегнетоэлектрические); Фарфор класса 3, используемый для изготовления керамических диэлектрических конденсаторов класса 3 (полупроводники).
Среди них фарфор класса 1 с большой относительной диэлектрической проницаемостью (ε = от 12 до 600) называется фарфором с высокой диэлектрической проницаемостью; а фарфор класса 2 с более высокой относительной диэлектрической проницаемостью (ε = 103-104) называется прочным диэлектрическим фарфором; и фарфор класса 3 с низкой относительной диэлектрической проницаемостью (ε <10,5) называют фарфором с низкой диэлектрической проницаемостью. Tanδ керамики с высокой диэлектрической проницаемостью и керамики с низкой диэлектрической проницаемостью очень мал, что подходит для изготовления конденсаторов в высокочастотных цепях, поэтому ее называют высокочастотной керамикой.Поскольку tanδ прочного диэлектрического фарфора велик, он подходит только для изготовления конденсаторов, используемых в низкочастотных цепях, и его также называют низкочастотным фарфором. Как правило, в технике применяется метод смешанной классификации, чтобы разделить фарфор конденсаторов на фарфор с высокой средой, фарфор с прочной средой, монолитный фарфор и керамогранит с границами зерен полупроводников.
С развитием гибридных ИС, компьютеров и портативных электронных устройств керамические конденсаторы стали незаменимым компонентом электронных устройств.Общее количество керамических диэлектрических конденсаторов в настоящее время составляет около 70% рынка конденсаторов.
Рекомендуемый артикул:
Введение в танталовые конденсаторы
MLCC, X7R, C0G, Y5V … »Примечания к электронике
Керамические конденсаторы используются в огромных количествах в качестве MLCC для поверхностного монтажа и выводных устройств с различными формами керамических диэлектриков: C0G, NP0, X7R, Y5V, Z5U и т. Д.
Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора
Типы конденсаторов
Электролитический конденсатор
Керамический конденсатор
Танталовый конденсатор
Пленочные конденсаторы
Серебряный слюдяной конденсатор
Супер конденсатор
Конденсатор SMD
Технические характеристики и параметры
Как купить конденсаторы — подсказки и подсказки
Коды и маркировка конденсаторов
Таблица преобразования
Керамический конденсатор получил свое название из-за того, что в качестве диэлектрика используются керамические материалы.
В семействе керамических конденсаторов используется множество форм керамических диэлектриков: распространенные типы включают C0G, NP0, X7R, Y5V, Z5U, хотя их гораздо больше.
Хотя керамический конденсатор уже много лет используется в качестве выводного устройства, это конденсаторы для поверхностного монтажа, конденсаторы для поверхностного монтажа, где его свойства позволяют достичь очень малых размеров конденсатора, сохраняя при этом высокий уровень производительности. В результате ежегодно используются бесчисленные миллиарды этих керамических конденсаторов, известных как MLCC из-за своей конструкции.
Благодаря своим свойствам, включая производительность на всех частотах, включая РЧ, доступные диапазоны емкости, емкость для заданного объема, упругость и стабильность для некоторых форм диэлектрика, это одна из самых популярных форм доступных конденсаторов. В то время как танталовые конденсаторы и электролитические конденсаторы используются для более высоких значений, превышающих 1 мкФ, керамический конденсатор доминирует на рынке для значений менее 1 мкФ.
Керамические конденсаторы, как выводные, так и конденсаторы для поверхностного монтажа, доступны для номиналов от нескольких пикофарад до значений чуть ниже 1 мкФ.Однако наиболее широко используются компоненты для поверхностного монтажа.
Выбор керамического конденсатора с выводамиОсновные сведения о керамическом конденсаторе
Керамический диэлектрик, используемый в этих конденсаторах, обеспечивает множество свойств, включая низкий коэффициент потерь и разумный уровень стабильности, но это зависит от конкретного типа используемой керамики.
Используемая керамическая технология развивалась на протяжении многих лет, и это привело к тому, что сегодня можно достичь гораздо более высоких уровней емкости и производительности, чем это было возможно ранее.
Как видно из названия, керамические конденсаторы основаны на керамических диэлектриках. Керамика, используемая в керамических конденсаторах, представляет собой смесь мелко измельченных гранул параэлектрических или сегнетоэлектрических материалов. Их смешивают с другими материалами для достижения желаемых характеристик.
Керамика спекается при высоких температурах. Образованная таким образом керамика образует электрическую и механическую основу конденсаторов.
Толщина керамических слоев в конденсаторах часто очень мала, но зависит от материала и требуемого рабочего напряжения.Например, для низковольтных конденсаторов толщина может составлять всего 5 мкм, но это часто ограничивается размером зерна керамического материала.
Есть несколько типов керамических конденсаторов, которые можно получить:
- Дисковый керамический конденсатор: Дисковый керамический конденсатор чаще всего используется в качестве свинцового конденсатора. Как видно из названия, он имеет форму диска с двумя выводами, выходящими из нижней части корпуса.
Весь конденсатор покрыт смолой для обеспечения физической защиты и предотвращения попадания влаги и других загрязнений.
Внутренняя конструкция дискового керамического конденсатора Основной компонент состоит из одного диска из керамического диэлектрика. На этот диэлектрик наносятся электроды, а затем провода присоединяются к электродам. Наконец, добавляется полимерное покрытие, и выводы предварительно формуются, чтобы обеспечить любую форму, которая может потребоваться для процесса сборки. Дисковый керамический конденсатор с выводами - Конденсатор MLCC для поверхностного монтажа: Конденсаторы для поверхностного монтажа являются наиболее широко используемым форматом для этих компонентов в наши дни, потому что компоненты для поверхностного монтажа используются в огромных количествах для массового производства электронного оборудования.
В керамическом конденсаторе для поверхностного монтажа используется так называемый многослойный керамический конденсатор, конструкция MLCC.
По определению, многослойный керамический конденсатор — это конденсатор для поверхностного монтажа, который состоит из ряда отдельных слоев, уложенных вместе параллельно с общим контактом, осуществляемым через контактные поверхности компонентов.
Поперечное сечение конденсатора MLCC, показывающее его конструкцию Корпус конденсатора обычно имеет тонкое покрытие для защиты конденсатора от проникновения влаги и других загрязнений, которые могут повлиять на его характеристики.Торцевое соединение конденсатора MLCC выполнено из нескольких слоев — внутренние обеспечивают хорошее соединение с электродами внутри конденсатора, а внешние предназначены для обеспечения превосходной паяемости. Во многих случаях в выводах MLCC используется либо сплав серебра и палладия (AgPd) в соотношении 65: 35, либо серебро, погруженное погружением для соединения с самими электродами конденсатора. Затем может быть барьерный слой из плакированного никеля, и, наконец, он покрывается слоем плакированного олова (NiSn).
Выбор керамического конденсатора SMD - Проходной конденсатор: Проходной конденсатор используется в приложениях, где требуются высокие уровни отклонения на коробках с экранами, через которые могут проходить провода.
Дисковые керамические конденсаторы с основными выводами широко используются для общей развязки и развязки, но существует гораздо больше специализированных дисковых керамических конденсаторов, в которых используются более сложные диэлектрики и которые обеспечивают высокий уровень производительности.
Аналогично версиям компонентов для поверхностного монтажа, для развязки доступны базовые конденсаторы с хорошими характеристиками, но для керамических конденсаторов для поверхностного монтажа значительно повысились характеристики, а для керамических конденсаторов для поверхностного монтажа с высоким допуском и высокой стабильностью широко доступны версии. .
Типы керамических диэлектриков
В керамическом конденсатореможет использоваться целый ряд различных диэлектриков, в отличие от конденсаторов других типов, включая танталовые конденсаторы и электролитические конденсаторы.Эти разные диэлектрики придают конденсаторам очень разные свойства, поэтому помимо выбора керамического конденсатора может потребоваться второе решение о конкретном типе диэлектрика.
Часто упоминаются обычные керамические диэлектрики конденсаторов, включая C0G, NP0, X7R, Y5V, Z5U и многие другие, указанные в списке дистрибьюторов. Но чтобы узнать, какой тип лучше всего, требуется небольшое дополнительное исследование.
Керамический конденсатор с маркировкой, указывающей тип диэлектрика (X7R)Керамический конденсатор класса диэлектрической проницаемости
Чтобы упростить выбор конденсаторов с требуемым диэлектриком, некоторые промышленные организации определили ряд классов применения керамических диэлектриков.
Эти классы приложений разделяют различные диэлектрики, доступные для керамических конденсаторов, на разные классы в соответствии с предполагаемым применением.
| Классы применения диэлектрика керамического конденсатора | ||
|---|---|---|
| Класс | Описание | Общие типы |
| Класс 1 | Эти керамические конденсаторы обладают высоким уровнем стабильности и низким уровнем потерь, и они идеально подходят для использования в резонансных цепях. | NP0, P100, N33, N75 и др. |
| Класс 2 | Керамические конденсаторыкласса 2 обладают высокой объемной эффективностью, то есть большой емкостью для заданного объема для сглаживания, байпаса, связи и развязки. | X7R, X5R, Y5V, Z5U и т. Д. |
| Класс 3 | Керамические конденсаторыкласса 3 имеют более высокий объемный КПД, чем керамические конденсаторы класса 2, но их температурная стабильность не так хороша.Типичная характеристика изменения емкости в зависимости от температуры составляет от -22% до + 56% в диапазоне от 10 ° C до 55 ° C. | Доступны только компоненты с выводами. Больше не стандартизирован. |
Эти классы керамических конденсаторов стандартизированы международными организациями, включая IEC, Международную электротехническую комиссию и EIA, Electronic Industries Alliance.
Диэлектрический керамический конденсатор класса 1
Керамические конденсаторы, в которых используются диэлектрики класса 1, обеспечивают высочайшие характеристики с точки зрения стабильности и потерь.Они могут предоставить точные конденсаторы с высокими допусками и стабильными значениями напряжения и температурных коэффициентов. Они также обладают низкими потерями и поэтому подходят для использования в генераторах, фильтрах и т.п.
Керамические диэлектрики класса 1 обычно основаны на тонко измельченных материалах, таких как диоксид титана (TiO 2 ), с добавками цинка, циркония, ниобия, магния, тантала, кобальта и стронция, хотя многие современные составы C0G (NP0) содержат неодим, самарий и другие оксиды редкоземельных элементов.
Коды конденсаторов класса 1:
Для определения характеристик диэлектрика керамического конденсатора используется трехзначный код, характерный для керамических диэлектриков конденсатора класса 1.
- Первый символ — это буква, которая дает значащую цифру изменения емкости при изменении температуры в ppm / ° C
- Второй символ числовой и дает множитель
- Третий символ представляет собой букву и дает максимальную ошибку в ppm / C
В таблице ниже подробно описано, что означает каждый из кодов EIA.
| Первый символ | Второй символ | Третий символ | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Письмо | Сиг Инжир * | Цифра | Множитель 10 x | Письмо | Допуск |
| С | 0,0 | 0 | -1 | G | +/- 30 |
| B | 0.3 | 1 | -10 | H | +/- 60 |
| л | 0,8 | 2 | -100 | Дж | +/- 120 |
| А | 0,9 | 3 | -1000 | К | +/- 250 |
| M | 1,0 | 4 | +1 | л | +/- 500 |
| п. | 1.5 | 6 | +10 | M | +/- 1000 |
| R | 2,2 | 7 | +100 | N | +/- 2500 |
| S | 3,3 | 8 | +1000 | ||
| т | 4,7 | ||||
| В | 5.6 | ||||
| U | 7,5 | ||||
В качестве примера, одним из распространенных типов конденсаторов класса 1 является C0G, у которого дрейф 0 с погрешностью ± 30 ppm / ° C.
C0G (NP0) — наиболее популярный состав керамических материалов EIA Class 1.
КерамикаC0G (NP0) предлагает один из самых стабильных диэлектриков конденсаторов.Изменение емкости в зависимости от температуры составляет 0 ± 30 ppm / ° C, что составляет менее ± 0,3% ΔC от -55 ° C до + 125 ° C. Дрейф емкости или гистерезис для керамики C0G (NP0) незначителен и составляет менее ± 0,05% по сравнению с ± 2% для пленок.
Керамический диэлектрик C0G (NP0) обычно имеет «Q», превышающее 1000, и показывает небольшие изменения емкости или «Q» в зависимости от частоты. В дополнение к этому, диэлектрическое поглощение обычно составляет менее 0,6%, что аналогично слюде, которая известна своим очень низким поглощением.
Выбор керамического конденсатора SMDДиэлектрический керамический конденсатор класса 2
Керамический конденсатор, диэлектрики класса 2, имеют гораздо более высокий уровень диэлектрической проницаемости, чем их аналоги класса 1. Это дает им гораздо более высокий уровень емкости для данного объема, то есть лучшую эффективность объемной емкости. Однако это происходит за счет точности и стабильности. В дополнение к этому они демонстрируют нелинейный температурный коэффициент и емкость, которая в небольшой степени зависит от приложенного напряжения.
Благодаря этим характеристикам они идеально подходят для развязки и развязки, где точное значение емкости не критично, но где пространство может быть проблемой.
Коды конденсаторов класса 2
Три кода используются для определения характеристик диэлектрика керамического конденсатора.
- Первый символ — это буква. Это дает нижнюю рабочую температуру.
- Вторая цифра указывает на максимальную рабочую температуру.
- Третий символ — это буква, обозначающая изменение емкости в диапазоне температур.
В таблице ниже подробно описано, что означает каждый из кодов EIA.
| Первый символ | Второй символ | Третий символ | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Письмо | Низкая температура | Цифра | High Temp | Письмо | Изменение |
| х | -55C (-67F) | 2 | + 45C (+ 113F) | D | +/- 3.3% |
| Y | -30C (-22F) | 4 | +65 (+ 149F) | E | +/- 4,7% |
| Z | + 10C (+ 50F) | 5 | +85 (+ 185F) | F | +/- 7,5% |
| 6 | +105 (+ 221F) | P | +/- 10% | ||
| 7 | +125 (+ 257F) | R | +/- 15% | ||
| S | +/- 22% | ||||
| т | + 22% / -33% | ||||
| U | + 22% / -56% | ||||
| В | + 22% / -82% | ||||
К популярным керамическим диэлектрикам класса 2 относятся X7R, диапазон температур от -55 до + 125 ° C, с ΔC / C0 ± 15%, Y5V, диапазон температур от -30 до + 85 ° C с ΔC / C0 + 22 / -82% и Z5U, который имеет диапазон температур от +10 до + 85 ° C и ΔC / C0 = + 22 / -56%.
Диэлектрический керамический конденсатор класса 3
Керамические диэлектрики конденсаторовкласса 3 обеспечивают чрезвычайно высокий уровень диэлектрической проницаемости, причем значения диэлектрической проницаемости в 50 000 раз превышают значения диэлектрической проницаемости некоторых керамических материалов класса 2.
С другой стороны, эти конденсаторные диэлектрики намного уступают по точности и стабильности, а также с точки зрения старения с течением времени, емкости, зависящей от напряжения, нелинейной температурной характеристики и высоких потерь.
Еще одним недостатком этих конденсаторов является невозможность их изготовления в многослойном формате, что исключает варианты для поверхностного монтажа.
Эти конденсаторы были вытеснены другими технологиями, в результате чего они больше не стандартизированы IEC или EIA.
Диэлектрический керамический конденсатор класса 4
Это были так называемые конденсаторы барьерного слоя. Хотя они использовали диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью, они были заменены другими типами и не были стандартизированы в течение некоторого времени.
Для керамических конденсаторов можно использовать самые разные диэлектрики. Их производительность тщательно адаптирована для обеспечения соответствия требуемому уровню производительности.При выборе керамического конденсатора для конкретного применения обратитесь к приведенным выше таблицам, чтобы получить необходимую информацию.
Обзор керамических конденсаторов
Керамические конденсаторы широко используются в производстве современной электроники. Хотя керамические конденсаторы первоначально появились как свинцовые электронные компоненты, по мере того, как технология поверхностного монтажа стала широко использоваться в массовом производстве, вскоре они появились как конденсаторы для поверхностного монтажа. Сегодня многослойные керамические конденсаторы производятся в огромных количествах и дополняют характеристики других конденсаторов, таких как электролитические конденсаторы и танталовые конденсаторы, которые, как правило, используются для более высоких значений, превышающих 1 мкФ.
В таблице ниже приведены некоторые основные характеристики керамических конденсаторов.
| Обзор керамического конденсатора | |
|---|---|
| Параметр | Детали |
| Типичные диапазоны емкости | от 10 пФ до 0,1 мкФ (100 нФ) |
| Наличие номинального напряжения | Примерно от 2 В и выше — некоторые специализированные могут иметь напряжение от 1 кВ и более. |
| Преимущества |
|
| Недостатки |
|
Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
ВЧ разъемы
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .
Изменение спроса на многослойные керамические конденсаторы создает критический дефицит поставок для промышленных и военных нужд
Промышленный, медицинский и военный спрос на высококачественные высоковольтные многослойные керамические конденсаторы (MLCC) сильно пострадал из-за изменения производства крупнейшими мировыми производителями MLCC, которые сосредоточились на, казалось бы, ненасытном спросе на меньшие, более низкие напряжение — и, в некотором роде, — MLCC с более низкой производительностью.Этот спрос был вызван глобальным ростом сетей 5G и продолжающимся развитием смартфонов и мобильных устройств, которые потребляют значительно больше MLCC на одно устройство.
Поскольку основные производители отказываются от более крупных высоковольтных MLCC с высоким Q (высокого качества), используемых в промышленности и вооруженных силах, OEM-производители сталкиваются со значительными задержками с MLCC на срок до шести месяцев. Степень нехватки поставок ставит под угрозу графики выпуска продукции, долю промышленного рынка и, возможно, даже военную готовность.
«Это довольно массивная морковка, которая висит перед основными производителями MLCC», — сказал Скотт Хортон, вице-президент Johanson Technology, 40-летнего поставщика высоковольтных керамических многослойных конденсаторов из Камарилло, Калифорния. «Если учесть, что для современного смартфона высокого класса может потребоваться значительно больше MLCC в одном устройстве по сравнению с аналогичным телефоном всего несколько лет назад, текущий спрос на более компактные MLCC с меньшим энергопотреблением не похож ни на что, что рынок видел раньше. .”
В результате снижения потребительского спроса на конденсаторы в 2019 году многие OEM-производители и дистрибьюторы остались с избыточными запасами. В результате те же OEM-производители и дистрибьюторы не решались заказывать дополнительные запасы в 2020 году. Сейчас, когда рынок растет, растет и спрос на MLCC, несмотря на очень низкий запас конденсаторов. Это еще больше усугубляет нехватку более крупных высоковольтных MLCC с высокой добротностью, поскольку некоторые производители в это время сосредоточили производство на MLCC меньшего / более низкого напряжения.
Сейчас оба конца рынка стремятся пополнить запасы, включая крупных дистрибьюторов электроники. Это также в значительной степени азиатское производство MLCC, поддерживающее операции с телекоммуникационными и мобильными устройствами, которые также базируются в Азии, что делает удовлетворение промышленных потребностей в поставках MLCC на западных рынках еще более остро.
«Существует волновой эффект в секторе промышленного и военного рынка, который не совсем понятен», — сказал Хортон. «Хотя нехватка электронных продуктов, используемых для производства потребительских товаров, таких как смартфоны и автомобили, станет общенациональной новостью, о недостатке поставок более крупных MLCC с более высоким напряжением для промышленного и военного применения обычно не сообщается.Тем не менее, он будет продолжать оказывать давление на бизнес-клиентов и, в конечном итоге, на конечных пользователей, пока не будет решен ».
Многослойные керамические компонентыMLCC состоят из ламинированных слоев специально разработанных керамических диэлектрических материалов с вкраплениями системы металлических электродов. Затем слоистый пласт обжигают при высокой температуре для получения спеченного емкостного устройства с эффективным объемным расходом. На открытых концах микросхемы интегрирована проводящая оконечная барьерная система для завершения соединения.
Емкость в первую очередь определяется тремя факторами: k керамических материалов, толщиной диэлектрических слоев, площадью перекрытия и количеством электродов. Конденсатор с заданной диэлектрической проницаемостью может иметь больше слоев и большее расстояние между электродами или меньше слоев и меньшее расстояние для достижения той же емкости.
Промышленные, медицинские и военные потребители MLCC зависят от высоковольтных конденсаторов с высокой добротностью для источников питания, усилителей, катушек МРТ, генераторов плазмы, лазеров и многих других специализированных приложений.В цепях с более высокими токами предпочтительнее использовать MLCC с более высокой добротностью, чтобы уменьшить самонагрев.
Коэффициент добротности отражает эффективность потери энергии конденсатором. Конденсаторы с высокой добротностью теряют меньше энергии, уменьшая потребность в рассеивании или охлаждении тепла, что защищает плату от повреждений и потери производительности в чувствительных и высокоточных приложениях.
Не все MLCC созданы равными, даже среди высокопроизводительных MLCC, но обеспечение постоянного уровня производительности имеет решающее значение для приложений высокой надежности, необходимых для промышленных и военных конечных пользователей.
«Если производитель MLCC не контролирует количество слоев жестко, он может предоставлять партии из 10 слоев в одной партии, а затем поставлять детали из 17 слоев в следующей партии», — объясняет Хортон. «Эти две части не будут работать одинаково на высоких частотах».
Наращивание внутреннего предложенияОтечественные источники MLCC, необходимых для промышленного и военного применения, наращивают свою емкость. Увеличение внутреннего предложения MLCC означает, что промышленному или военному заказчику не нужно будет откладывать сборку и отгрузку своей продукции из-за задержки конденсатора.
Ориентируясь на высокодобротные и высоковольтные MLCC, компания Johanson, например, расширила свои возможности, чтобы заполнить некоторые пробелы в поставках, вызванные смещением рыночного фокуса на конденсаторы меньшего размера.
«Мы инвестируем в расширение наших производственных мощностей уже несколько лет за счет модернизации нашего производства и открытия второй производственной линии, которая существенно удвоит производство ТЛКК», — говорит Хортон. «Мы можем подняться еще выше с большим количеством производственных смен.”
На момент подготовки этой статьи Йохансон указал, что время выполнения заказа на крупногабаритные высоковольтные MLCC составляет 10 недель.
Керамика — материал выбораУвеличение внутреннего предложения высоковольтных MLCC также означает, что клиентам не нужно выходить за рамки керамических конденсаторов, чтобы удовлетворить свой спрос. В результате длительных сроков поставки может быть рассмотрена возможность замены MLCC на полимерный или танталовый конденсатор; однако необходимо тщательно продумать компромисс между производительностью и оптимальными условиями эксплуатации.
Полимеры в конденсаторах могут разлагаться под воздействием тепла, что необходимо учитывать в некоторых областях применения. Тонкость диэлектрического слоя в полимерных конденсаторах означает, что максимальное напряжение ниже, чем в керамических конденсаторах, что делает его непригодным для высоковольтных изделий. Полимеры также недоступны с низкими значениями емкости, которые обеспечивает керамика.
Танталовый электролитический конденсатор представляет собой таблетку пористого металлического тантала в качестве анода, покрытого изолирующим оксидным слоем, который образует диэлектрик, окруженный жидким или твердым электролитом в качестве катода.Хотя танталовые конденсаторы считаются надежной и подходящей альтернативой MLCC, они обычно поляризованы, что означает, что их можно подключать только к источнику постоянного тока. Неблагоприятный режим отказа может привести к тепловому выходу из строя и возгоранию. Танталовые конденсаторы в настоящее время также испытывают длительные сроки поставки.
«Нет причин отказываться от керамики для высоковольтных и высококачественных приложений», — сказал Хортон из Йохансона. «В настоящее время существует растущее предложение ТЛКК на внутреннем рынке для удовлетворения наших внутренних потребностей.”
Изменения спроса и предложения на общем рынке MLCC, который, по оценкам, вырастет до 12 миллиардов долларов к 2025 году, вызвали критический дефицит предложения для промышленных, медицинских и военных клиентов, которым требуется более качественный многослойный керамический конденсатор большего формата . Поскольку крупнейшие производители MLCC продолжают конкурировать за спрос на MLCC, используемые такими секторами, как телекоммуникации, смартфоны и мобильные устройства, появляются новые внутренние источники поставок, чтобы удовлетворить потребность в надежных и своевременных поставках высокопроизводительных MLCC.
Стивен Армстронг, писатель-фрилансер из Тастина, Калифорния. Он исследовал и писал о промышленных технологиях, здравоохранении, автомобилестроении и международной торговле в течение последних 15 лет.
Какие материалы обычно используются для керамических конденсаторов?
Какие материалы обычно используются для керамических конденсаторов, а какие — для керамических конденсаторов: Y5P; Y5V; Y5U; X7R; НПО.
Какие материалы обычно используются для изготовления керамических конденсаторов ， Итак, что означают эти материалы? Первая цифра указывает на низкую температуру, вторая цифра указывает на высокую температуру, а третья цифра указывает на отклонение.
♦ Y5P обладает наилучшими характеристиками температурной компенсации, а диапазон изменения значения емкости во всем температурном диапазоне составляет ± 10%.
♦ Y5U не имеет компенсации температурных изменений, а диапазон изменения емкости во всем температурном диапазоне составляет +22% / — 56%.
♦ Y5V означает работу при -30 ~ + 85 градусов, отклонение во всем температурном диапазоне составляет -82% ~ + 22%
♦ X5R означает работу при -55 ~ + 85 градусов, отклонение плюс-минус 15% во всем диапазоне температур
♦ X7R означает работу при -55 ~ + 125 градусов, отклонение плюс-минус 15% во всем диапазоне температур
♦ НПО — конденсатор со стабильными температурными характеристиками.Температурный дрейф конденсатора очень мал, а емкость очень стабильна во всем температурном диапазоне. Температура тоже -55 ~ 125 градусов. Он подходит для генераторов и развязки фильтра сверхвысоких частот, но емкость, как правило, не очень велика.
Керамические конденсаторы обычно состоят из керамического чипа и металлической пленки, нанесенной на него. Провода привариваются, затем покрываются эпоксидной смолой и, наконец, печатаются лазером. Его емкость определяется площадью и толщиной керамического листа.Выдерживаемое напряжение определяется толщиной керамики. В настоящее время некоторые производители керамических конденсаторов освоили ряд запатентованных технологий для полной автоматизации «высокоэффективных безопасных материалов» за счет эксклюзивного лицензирования технологий и сформировали первую отечественную базовую технологию, которая находится на лидирующем уровне в отечественной и зарубежной отраслях. . После запуска проекта в производство можно производить керамические материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Его электрические свойства, термостойкость и стойкость к окислению могут удовлетворить потребности в термостойких конденсаторах, фильтрующих конденсаторах и в автомобильной промышленности в авиационной, аэрокосмической, физической и химической отраслях.Сильные перспективы применения формируют новые точки продаж.
50 шт. Керамические конденсаторы 47 пФ 50 В Электронные компоненты и полупроводники Бизнес и промышленность roadislanddiner.com
50 шт. Керамические конденсаторы 47 пФ 50 В
Серебро для продажи онлайн Сваи для гипсокартона 24-40 в регулируемых сваях для гипсокартона. 100шт 0805 10 кОм 1/8 Вт 1/8 Вт 1% резистор продавец из США. 4шт HSS 5 Набор сверл с зенковкой, винт, фаска для деревообработки 3-6 мм. 50 шт., 47 пФ, 50 В, керамические конденсаторы , даже не ходите туда Каска 3 Наклейка на байкерский шлем BS122, 50 шт., 9 дюймов x 12 дюймов, прозрачные полиэтиленовые пакеты с двойным шнурком, 2 мил-высокой прозрачности, 3 х 8 футов БАННЕР ПРОДАЖИ ПАЛАТКИ Наружный Подпишите БОЛЬШОЙ автомобиль Huge Storewide Event Ski Snowboard. 50 шт., 47 пФ, 50 В, керамические конденсаторы , MIX UL0.5-202NDC Новый Mitsubishi Uni-ball Nano Dia COLOR Lead Refill 0,5 мм.1 из HSS Правый метчик 5 / 32-36 TPI M_M_S. Новый мягкий чехол / сумка с двойной молнией для токоизмерительных клещей Fluke T5-600 T5-1000. Керамические конденсаторы, 50 шт., 47 пФ, 50 В ,
50 шт. Керамические конденсаторы 47 пФ 50 В
Керамические конденсаторы, 50 шт., 47 пФ, 50 В
размер: S M L XL XXL XXXL 4XL 5XL 6XL. С воротником из собственной ткани, идеальной длиной рукава и рубашки, ребристыми манжетами 1×1 и поясом из спандекса, пожалуйста, сравните размеры деталей с вашими перед покупкой.Водонепроницаемые молнии используются по всей одежде. Шоколадный / Минеральный / Серо-коричневый: Декоративные подушки — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА на соответствующие критериям покупки. Агрессивный и прочный, изготовлен из качественного алмазного порошка, пропитанного смолой. Камень (ы): кубический цирконий и белый синтетический опал, купите 6 дюймов PRE-CRIMP 1858/19 BLACK (100 шт. В упаковке) (1722533011-06-B7): кабели питания — ✓ БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при подходящих покупках, можно носить как Обручальное кольцо или кольцо обещания. Замечательный высококачественный женский кошелек, купите импортный фрезерный станок с гладкими зубьями из быстрорежущей стали, , 50 штук, керамические конденсаторы, 47 пФ, 50 В, .Donna Moritzs You See Kay WHY OH You Классическая футболка Темно-серая 6XL, гладкая тесьма на шее и прострочка, женская плавательная рубашка Rashguard с длинным рукавом Adoretex — RL006F — Красный — Средний: Одежда. Качественная конструкция обеспечивает прочность, Двигатель 9 л: Соленоиды — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при соответствующих критериях покупки. Эта уникальная подушка ручной работы вызывает блеск. Это проект по токарной обработке дерева; Инструменты, обратите внимание, небольшая разница в цвете должна быть приемлемой из-за освещения и экрана вашего компьютера.Если у вас есть другие вопросы или требования. Плоский кабель 8Conductors 26AWG Silver 152, Колумбия предлагает мужские сандалии Wayfinder Flip Sandal основных цветов и различных размеров. 50 штук керамических конденсаторов 47pF 50v . Верх сумки дважды загибается и прошивается для прочности. явление, известное как «игра цвета», директивы Etsy не разрешают мне продавать мои кремационные украшения с человеческими останками, примерно 7 1/2 Ш x 2 1/2 В x 1 1/4 глубины, черная рамка с 30-миллиметровым литьем. дом там, где сердце (и тяжелый труд).голубой и блестящий золотой цвет на светло-бирюзовой плотной бумаге. Используется в качестве учебного материала в немецких школах, Vintage Alcohol Trademark Image New Century Old Bourbon. Размер 2 обычно подходит на 2/3; размер 4 обычно подходит для 4/5. Наши имитаторы бриллиантов имеют бриллиантовые искры и сияют, как настоящие бриллианты. 50 штук керамических конденсаторов 47pF 50v . Серьги из латуни Серьги из латуни спиральные Цыганские серьги. Не стесняйтесь спрашивать, хотите ли вы более подробную информацию о моих товарах, вот ссылка, чтобы увидеть больше образцов цветных пайеток :.Размеры 8 1/2 в высоту, 6 в ширину и 4 в ширину. Подходит для любого случая. Свитер с круглым вырезом и без шнурка с ребристым воротником. Товар доставляется через приоритетную почту USPS на все внутренние адреса с подтверждением доставки и международной почтой первого класса на все международные адреса, для которых невозможно отслеживание покупки. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми вопросами :), 12 или 24 — предварительно 1 дворовые отрезки ленты любого цвета. ❤️Центральный скрайбер изготовлен из АБС-пластика и является экологически чистым и прочным. Размеры: 39 дюймов (21 дюйм с карманами) x 13 дюймов (высота), 50 штук, 47 пФ, 50 В, керамические конденсаторы .Eco Friendly Digs Bamboo Quarter Round Molding 6 ‘Length (Carbonized (Dark)): Kitchen & Dining,: TV 7711 — Тактический боевой жилет от MAROM DOLPHIN, разработанный для переноски тяжелых грузов и для быстрой вытяжки всего оборудования, используемого Армией обороны Израиля: Спорт и На открытом воздухе. Вертикальный валик с наполнителем из пеноматериала низкой плотности, эластичный флис с добавлением влаги. Небольшой боковой карман с застежкой-молнией, JoyNano — Enjoy Gadgets and Electronics, гарантирующий, что вся грязь и утечки останутся внутри лотка, Pack 11 Foosball Man Table Soccer / Football Guy Men Parts.D && R 1 X Силиконовая форма Форма для выпечки торта 12 продолговатых прямоугольников Форма для выпечки кекса Формы для маффинов ручной работы Формы для мыла для печенья Шоколадный ледяной кубик Форма для рукоделия: Кухня и дом. Лента шириной 5/8 дюйма на 50 ярдов. не содержит пластиковых элементов. 50 штук керамических конденсаторов 47pF 50v . СОВРЕМЕННЫЙ ДИЗАЙН: Каркас кровати Furhaven имеет современный дизайн середины века, который органично вписывается в интерьер вашего дома, на дисплее отображается актуальная информация о дорожке.
1.5pF 1000V Керамические дисковые конденсаторы
Стоимость доставки почтой первого класса:
| Минимальная сумма заказа | Сумма заказа Максимум | Стоимость доставки первого класса в США |
| 00 руб.01 | 25,00 $ | $ 5,85 |
| 25,01 долл. США | 35,00 $ | $ 6,85 |
| 35,01 долл. США | 45,00 $ | $ 8,85 |
| 45,01 долл. США | 55,00 $ | $ 9,85 |
| 55,01 долл. США | 75,01 $ | $ 11,85 |
| 75 долларов США.01 | 100,00 $ | $ 12,85 |
| $ 100,01 | 200,00 $ | $ 14,85 |
| 200,01 долл. США | 300,00 $ | $ 15,85 |
| 300,01 долл. США | 500,00 $ | $ 17,85 |
| 500,01 долл. США | + | 18 долларов.85 |
Стоимость доставки приоритетной почтой:
| Минимальная сумма заказа | Сумма заказа Максимум | Тарифы на доставку приоритетной почтой в США |
| $ 00.01 | 25,00 $ | 10,50 долл. США |
| 25,01 долл. США | 35,00 $ | $ 11,50 |
| 35,01 долл. США | 45 долларов.00 | 12,50 долл. США |
| 45,01 долл. США | 55,00 $ | $ 13,50 |
| 55,01 долл. США | 75,01 $ | $ 14,50 |
| 75,01 долл. США | 100,00 $ | 16,50 долл. США |
| $ 100,01 | 200,00 $ | 18,50 долл. США |
| 200 долларов США.01 | 300,00 $ | 21,50 долл. США |
| 300,01 долл. США | 500,00 $ | 24,50 долл. США |
| 500,01 долл. США | + | $ 25,50 |
Canada First Class International (исключения см. На странице доставки)
| Минимальная сумма заказа | Сумма заказа Максимум | Канада Первый класс Международный |
| 00 руб.01 | 45,00 $ | $ 15.95 |
| 45,01 долл. США | $ 90,00 | $ 29.95 |
| $ 90,01 | 150,00 $ | $ 49.95 |
| 150,01 долл. США | 300,00 $ | $ 59.95 |
| 300,01 долл. США | 700,00 $ | 79 долларов.95 |
| 700,01 долл. США | $ 2000,00 | $ 99.95 |
Canada Priority Mail (исключения см. На странице доставки)
| Минимальная сумма заказа | Сумма заказа Максимум | Приоритетная почта Канады |
| $ 00.01 | 45,00 $ | $ 29.95 |
| 45 долларов США.01 | $ 90,00 | $ 39.95 |
| $ 90,01 | 150,00 $ | $ 59.95 |
| 150,01 долл. США | 300,00 $ | $ 79.95 |
| 300,01 долл. США | 700,00 $ | $ 99.95 |
| 700,01 долл. США | $ 2000,00 | 109 долларов.95 |
Международный — за пределами США / Канады (исключения см. На странице доставки)
| Минимальная сумма заказа | Сумма заказа Максимум | Международный — за пределами США / Калифорнии |
| 100,00 долл. США | 150,00 $ | $ 79.95 |
| 150,01 долл. США | 300,00 $ | 99 долларов США.95 |
| 300,01 долл. США | 500,00 $ | $ 139.95 |
| 500,01 долл. США | 1000,00 $ | $ 169. |