了解陶瓷电容器,全面了解陶瓷电容器

出处:网络整合 发布于:2023-01-11 16:59:55

    电子电路中使用的电容器大致可分为三种类型:电解电容器、陶瓷电容器和薄膜电容器。这些中的每一个都有自己的特点,并根据所需的规范使用。从电容值来看,电容值从1μF到10μF的电容分为电容值较大的电解电容和电容值较小的陶瓷电容和薄膜电容。近,陶瓷电容的尺寸和容量迅速增加,100μF级的电容开始出现。这样一来,虽然陶瓷电容是常见的电子元件,但它们有自己独特的问题,可能会导致意想不到的故障。

    温度容量特性

    图 1. 温度-容量变化示例
    根据其温度特性,陶瓷电容器有两种类型:用于温度补偿的和用于高介电常数的。
    高介电常数型陶瓷电容器的一个特点是可以获得大电容。但是,如图1所示,它具有电容随温度变化很大的特性。尤其是Y5V、F特性(-80%~+20%),价格低廉,经常使用,但对温度敏感,可用作传感器,除了电源旁路电容器外没有其他用途。近,X7R,R 特性和 X5R,B 特性被广泛用于 decaps。这些也不能说具有良好的温度特性,因此在将它们用作时间常数时必须小心。
    温度补偿陶瓷电容限于额定电压可达50V和1nF,超过10nF的多为高介电常数。用于温度补偿的电容器不会因温度、直流偏置或老化而导致电容量发生变化,可以说是一种理想的电容器。顾名思义,它们还可以制成具有控制的温度特性,十年前普遍用于收音机。

    直流偏置-电容特性

    图 2. X7R, R图
    3. X5R, B

    高介电陶瓷电容器不应忘记的一个重要特性是电容会根据施加的电压而变化,因此电容值不能按表面值计算。右图显示了由于直流偏压引起的电容变化的示例。在图 2 的示例中,10% 的容量在 50% 额定值时损失,一半容量在 100% 额定值时损失。

   在图 3 的示例中,一半的容量在 20% 额定值时丢失,90% 在 100% 额定值时丢失。储存的能量也远低于理想值。这与负载时触底的悬架相同,您可以看到它没有起到电容器的作用。毕竟是积丹式的电容器…… 已经超过了误差水平和温度特性,这是一个荒谬的故事,但这就是陶瓷控制器。

    如果在不了解这一点的情况下更换电解电容器,您可能会说“纹波特性变差了!” 大容量的陶瓷电容一般都具有X5R的特性,考虑到这一点,需要通过数据表来确认特性。当电容值有意义时,使用不触底的电压是安全的,X7R 为额定值的 50 至 60%,X5R 为 10% 或更低。当然,如果在音频电路中使用这样的非线性元件,就会产生所谓的“深沉的声音”。
    非线性效应

    所以,由于非线性我已经失败了,所以我会介绍一个。在过去,快速组装的微机板和电源线使用电解电容(100μF)+陶瓷电容(100nF)是常识。现在,当我将电源设置为 5V 并连接夹子时,那一刻电流很大......嗯???我不知道原因,所以当我用示波器尝试时,观察到一个意想不到的波形。引线的电感与陶瓷电容形成谐振电路,在接通电源的瞬间电压瞬间跳升至12V左右。失败失败:-)

    图 4. 测试电路

    图 5.陶瓷 (1μF10V(Y5V))

    图 6.薄膜 (1μF50V)
    12V虽然很奇怪。理论上峰值不能超过10V,由于各种损耗,过冲多应该在2~3V左右。为了证实这一点,我们对图 4 所示的电路进行了实验,并获得了图 1 和 2 所示的结果。因此,谐振电路的电容器中的任何非线性都会导致高压脉冲。想起来了,没看到一篇文章讲的用非线性电容的日光灯电子启动电路...
    电致伸缩效应
    陶瓷电介质具有类似于但不如压电发声器的电致伸缩效应。换句话说,当施加交流电压时,它会发出啁啾声。相反,电压是通过振动产生的。如果在处理微小信号的电路中不考虑这一点,可能会发生意想不到的故障。

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