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电容容量的耐电压性能指其陶瓷介质材料的选型攻略

策略一:看MLCC的性能参数首先看容量和容量误差。

选择电容器的第一步是电容。电容容量是指在给定电位差下的电荷储存能力,代表电容器保持电荷的能力。MLCC容量选择范围广,低至0.1pF,高至数百uF,全部可选。

与容量相比,很多人在选择MLCC时更容易忽略容量误差。容量误差是指实际电容与标称电容之间允许的最大偏差范围。MLCC多用作精密电容,一般允许误差取小值。

电容的常用误差水平

此外,选择容量时还应考虑直流偏压特性——MLCC会因施加电压的不同而改变静电容量。根据介质材料和工艺技术的不同,MLCC可分为温度补偿型和高介电系数型两种。直流偏置特性通常出现在高介电常数MLCC上,但几乎不会出现在温度补偿MLCC上。

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如上图所示,高介电常数型MLCC会因DC应用而出现容量下降。因此,在选择容量时必须考虑直流偏置特性。

其次电容器厂家排名,看耐压(DWV)。

电容器的耐压性能是指陶瓷介质在工作状态下所能承受的最大电压,即击穿电压,这也是MLCC的极限电压。相同结构、介质、容量的MLCC,耐压越高,体积越大。

在理想化的情况下,选择电容器时主要考虑容量和耐压这两个参数就足够了。但是对于MLCC来说,仅仅考虑这两个参数是远远不够的。还必须特别注意对MLCC的介质材料、MLCC尺寸、电路温度系数等参数的要求。

策略二:看介电材料和温度系数

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使用MLCC时,必须了解MLCC的材料和相应的性能,否则所选的电容可能不符合电路要求。

MLCC材料种类繁多,每种材料都有其独特的性能特点。一般来说,材料的介电常数(K值)越高,电容器的稳定性、可靠性和耐用性越差。MLCC最常用的介质材料主要有以下三种:NPO或COG、X7R或X5R、Y5V或Z5U。

MLCC中不同介质材料的特性比较

如上表所示,介质材料与MLCC的温度系数密切相关。温度系数是指在一定的温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值。MLCC的温度系数越小越好。

以NPO和COG为介质的高频电容器具有高稳定性和低温度系数。其温度特性和电容量非常稳定,几乎不随温度和电压的变化而变化。主要用于高频电子电路,如振荡电路、定时电路等。其容量精度主要为±5%。当容量低于10pF时,可选择三种精度:B类(±0.1pF)、C类(±0.25pF)、D类(±0.5pF)。然而,这种类型的MLCC电容器价格昂贵且容量小。

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以X7R、X5R为介质的中频电容器,具有平均稳定性和介质温度系数。其温度系数为±15%,电容量比较稳定。适用于各种旁路、耦合、滤波电路等,电容精度主要为K级(±10%)。特殊情况下,可提供J级(±5%)精度的产品。

以Y5V、Z5U为介质的低频电容稳定性差,温度系数大。其电容量随温度和电压变化较大,一般只适用于各种滤波电路。其容量精度以Z级(-20%~+80%)为主,也可选择±20精度的产品。但此类MLCC容量大、价格低,可替代低容量的铝电解电容器。

因此电容器厂家排名,如果选型时对工作温度和温度系数要求很低,可以考虑使用Y5V或Z5U,但一般需要使用X7R,要求较高时必须选择COG或NPO。通常,MLCC厂商会将X7R和Y5V电容设计成在常温附近容量最大,但随着温度升高或降低,其容量会降低。

策略三:看MLCC的尺寸

按照公制单位标准,MLCC大致可分为3225、3216、2012、1608、1005,数值越大,MLCC越宽越厚。目前最常用的是3225(即1210),最小的是01005。01005 MLCC尺寸仅为0.4×0.2×0.2mm,非常适合5G手机、智能穿戴、芯片内置-在行业中。

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MLCC尺寸表

策略四:选择合适的制造商

MLCC选择和最终购买时,离不开厂家。

目前全球MLCC产业分为三个梯队:第一梯队主要以日本厂商村田、太阳诱电、TDK为代表。日本擅长高端汽车和工控MLCC,技术实力雄厚,生产规模大;以三星电机、国巨、华芯科技为代表的韩国和中国台湾企业拥有较大的MLCC产能,但技术水平与日本厂商相比仍有一定差距;第三梯队以风华高科、三环电子为代表,国内厂商与第一、第二梯队相比在技术和规模上存在差距,主要是低端MLCC。

结论:

综上所述,我们在选择MLCC时,至少要考虑这五个因素:容量、容量误差、耐压值、材料、尺寸。

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例如:<100PF/J/50V/NPO/0603>,表示该MLCC的基本参数为:100PF电容,容差±5%,耐压50V,NPO材质,0603尺寸。

但现实中MLCC的选择比较复杂,这是综合考虑各种因素的结果。除了上面提到的选择因素外,我们往往还需要从应用本身入手。我们可能需要考虑绝缘电阻、频率特性、MLCC损耗等性能参数。还要考察价格是否有优势,供应商供货是否及时等,确定最终的选择方案

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