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贴片电容器的主要性能指标优化为:贴片电容器性能指标详解

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在工程技术中,贴片电容器的性能指标主要包括如下几项。表3-2为高频贴片电容器温度系数的具体规定值及其代码。图3-1 不同种类贴片电容器电容量选择参考贴片电容器的允许偏差是指电容器的标称容量与实际容量之间的允许最大偏差范围。

贴片电容器的主要性能指标优化为:贴片电容器性能指标详解

工程技术中,贴片电容器的性能指标主要包括如下几项。

1.封装尺寸

与贴片电阻器类似,贴片电容器的尺寸规格也通常考虑如下尺寸:L(Length)——长度W(Width)——宽度和H(High)——高度。目前,贴片电容器典型封装尺寸见表3-1。

表3-1 贴片电容器尺寸规格

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2.温度系数

贴片电容器温度系数(Temperature Coefficient of Capacitor,TCC)是指在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化量。贴片电容器温度系数的单位为F/℃,即温度每变化1℃时,电容量变化多少法。由于温度变化1℃时,贴片电容器的容量变化很小,通常贴片电容器的温度系数以10-6/℃为单位,为方便标注,记作ppm/℃或ppm。

在工程技术中,高频贴片电容器的温度系数TCC采用下述表示方式:

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式中,将20℃作为基准温度,20℃时的电容量作为基准电容量C20T是电容器规定的允许工作温度上限,CT是温度为T时的电容量。

日本工业标准JIS规定,高频贴片电容器的温度系数TCC的大小必须在+250~-1750ppm/℃的范围内,并且用两位英文大写字母代表电容量的额定温度系数和允许偏差。该标准被包括我国在内的多数国家所认同。表3-2为高频贴片电容器温度系数的具体规定值及其代码。

表3-2 高频贴片电容器温度系数及其代码

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此外,日本工业标准JIS还规定,低频电容器电容量随温度变化的规律不用温度系数进行描述,而用电容量的变化百分率表示,如下述公式所示:

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式中,C20是20℃时对应基准电容量,CT是电容器规定允许工作温度上限T对应电容量。

3.额定工作电压

贴片电容器的额定工作电压也称为耐压,是指电容器在规定的温度范围内,能够连续正常工作所能承受的最高电压。对于结构、介质、容量相同的元件,耐压越高,体积越大。目前,贴片电容器的标称额定工作电压有2.5V、4V、6.3V、10V、16V、20V、25V、35V、40V、50V、63V、100V等。

实际应用时,应使贴片电容器实际所加的直流电压始终小于额定直流工作电压;如果所加电压为交流电压时,则应使所加的交流电压的最大值不超过额定工作电压。否则贴片电容器中的介质会被击穿造成贴片电容器的损坏。

4.标称容量和允许偏差(www.xing528.com)

标称容量也称额定容量,是指标注在电容器上的电容量,其数值范围应符合GB/T2471—1995《电阻器和电容器优先数系》的规定。电容器容量的基本单位是法拉(简称法),用字母“F”表示,常用单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF),其中微法(μF)和皮法(pF)两个单位最常用。它们之间的换算关系为

1F=1000mF

1mF=1000μF

1μF=1000nF

1nF=1000pF

目前,不同种类贴片电容器电容量范围如图3-1所示,以供读者选用时参考。

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图3-1 不同种类贴片电容器电容量选择参考

贴片电容器的允许偏差是指电容器的标称容量与实际容量之间的允许最大偏差范围。实际应用时,允许偏差越小的电容器,其容量精度越高,稳定性也越好,但其生产成本相对较高。一般情况下,贴片电容器电容量允许偏差不得低于±5%,即最高精度贴片电容器系列为E24系列。常用系列有E24(对应允许偏差±5%)、E12(对应允许偏差±10%)、E6(对应允许偏差±20%)。

在工程技术中,贴片电容器的电容量允许偏差范围通常在产品包装上用代码进行标注,常用代码与允许偏差的对应关系见表3-3。

表3-3 常用代码与电容量允许偏差的对应关系

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5.频率特性

贴片电容器的频率特性是指电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小。另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线与极片间的电阻、极片自身电感等,都会影响电容器的性能。故不同品种的电容器,其最高使用频率不同。如小型云母电容器在250MHz以内;圆片型瓷介电容器为300MHz;圆管型瓷介电容器为200MHz;圆盘型瓷介电容器可达3000MHz;小型纸介电容器为80MHz;中型纸介电容器只有5MHz。

6.绝缘电阻

贴片电容器绝缘电阻是指描述电容介质电阻和两电极间外的绝缘物质电阻的综合电阻。一般小容量的电容器,绝缘电阻为几百兆欧姆或几千兆欧姆。通常绝缘电阻越大,漏电也越小。

7.损耗

贴片电容器的损耗是指在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗,通常用损耗角正切值进行描述,其中介质损耗与两极板面积、距离、容量有关。

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