Конденсатор твердотельный маркировка: Маркировка твердотельных конденсаторов расшифровка

Твердые конденсатор маркировки — Китай Электронный компонент, конденсаторы

Главная



Каталог Продукции



Электричество и Электроника



Пассивные Компоненты



Конденсатор

Описание Товара

Информация о Компании

Адрес:
No. 9, Hongye North Road, Chongtou, Changan Town, Dongguan, Guangdong, China

Тип Бизнеса:
Производитель/Завод

Диапазон Бизнеса:
Автозапчасти и Аксессуары, Электричество и Электроника

Сертификация Системы Менеджмента:
ISO 9001, ISO 14001, IATF16949

Основные Товары:
Electrolytic Capacitor, Capacitor, Chip Type SMD Aluminum Electrolytic Capacitor, Conductive Polymer Aluminum Solid Electrolytic

Введение Компании:
У нас более 30 лет опыта в конденсаторной промышленности, и 20 лет опыта в производстве. Мы очень знакомы с конденсаторной промышленностью.

Сейчас у нас 180 производственных линий, ежедневный объем производства достигает 10, 000, 00PCS. Иметь 7-летнюю деловую команду, способную решать все проблемы в сотрудничестве.

Мы выросли от 30 сотрудников с ежегодным оборотом 150, 000 долларов США до более чем 600 сотрудников с ежегодным оборотом 2 миллионов долларов США.

Продукт разработан от одного радиального алюминиевого электролитического конденсатора до диверсифицированного продукта, включая электролитический конденсатор из микросхемы, твердотельный электролитический конденсатор, защелкивающийся конденсатор, винтовой электролитический конденсатор, металлизированный полипропиленовый пленочный конденсатор, металлизированный полиэфирный пленочный конденсатор, защитный конденсатор X2, Y конденсатор, ДИСКОВЫЕ керамические конденсаторы, керамические конденсаторы SMD.

В июне 2004 года мы создали завод электролитических конденсаторов — Донгуань Чуаньгуйский завод электроники.

В октябре 2012 года мы создали Dongguan Xuansn(CH) Electronic Tech Co., Ltd. Для расширения нашего иностранного бизнеса. Наша задача – помочь costomer сэкономить время и деньги, чтобы получить подходящий конденсатор, который имеет хорошее качество и хорошую цену.

После 16 лет развития, нынешний завод охватывает площадь 20, 000 квадратных метров, три цеха, около 600 работников и 150 автоматических производственных линий. Разработал прагматичную и профессиональную управленческие группы. А теперь наши продукты, включая радиальный алюминиевый электролитический конденсатор, алюминиевый электролитический конденсатор SMD, керамический конденсатор SMD (MLCC), КЕРАМИЧЕСКИЙ конденсатор ДИСКА, полимерный проводящий алюминиевый конденсатор (твердотельный конденсатор), пленочный конденсатор и конденсатор CBB.

Наш собственный промышленный парк планируется окрывать в 2021 году, охватывая площадь 20, 000 квадратных метров, с общей площадью 40, 000 квадратных метров мастерских и общежитий.

В октябре 2012 года мы создали Dongguan Xuansn(CH) Electronic Tech Co., Ltd. Для расширения нашего иностранного бизнеса. Наша задача – помочь costomer сэкономить время и деньги, чтобы получить подходящий конденсатор, который имеет хорошее качество и хорошую цену.

После 16 лет развития, нынешний завод охватывает площадь 20, 000 квадратных метров, три цеха, около 600 работников и 150 автоматических производственных линий. Разработал прагматичную и профессиональную управленческие группы. А теперь наши продукты, включая радиальный алюминиевый электролитический конденсатор, алюминиевый электролитический конденсатор SMD, керамический конденсатор SMD (MLCC), КЕРАМИЧЕСКИЙ конденсатор ДИСКА, полимерный проводящий алюминиевый конденсатор (твердотельный конденсатор), пленочный конденсатор и конденсатор CBB.

Наш собственный промышленный парк планируется окрывать в 2021 году, охватывая площадь 20, 000 квадратных метров, с общей площадью 40, 000 квадратных метров мастерских и общежитий.

Once receive your question, the supplier will answer you as soon as possible.

Отправить ваш запрос напрямую данному поставщику

Горячие Поиски

Больше

Как определить тип конденсатора » Электрика в квартире и доме своими руками | Сайт для электриков и сочувствующих | Cтатьи, советы и обзоры

Сегодня на рынке электронных компонентов существует много разных типов конденсаторов, и каждый тип обладает своими собственными преимуществам и недостатками. Некоторые способны работать при высоких напряжениях, другие отличаются значительной емкостью, у третьих мала собственная индуктивность, а какие-то характеризуются исключительно малым током утечки. Все эти факторы определяют области применения конденсаторов конкретных типов.

Рассмотрим, какие же бывают типы конденсаторов. Вообще их очень много, но здесь мы рассмотрим основные популярные типы конденсаторов, и разберемся, как этот тип определить.

Конденсаторы алюминиевые электролитические, например К50-35 или К50-29, состоят из двух тонких полосок алюминия, скрученных в рулон, между которыми в качестве диэлектрика помещается пропитанная электролитом бумага. Рулон помещается в герметичный алюминиевый цилиндр, на одном из торцов которого (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

Ёмкость электролитических конденсаторов измеряется микрофарадами, и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Значительная емкость электролитических конденсаторов, по сравнению с другими типами конденсаторов, и является их главным преимуществом. Максимальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может достигать 500 вольт. Максимально допустимое рабочее напряжение, как и емкость конденсатора, указываются на его корпусе.

Есть у этого типа конденсаторов и недостатки. Первый из которых — полярность. На корпусе конденсатора отрицательный вывод помечен знаком минус, именно этот вывод должен быть, при работе конденсатора в схеме под более низким потенциалом, чем другой, или конденсатор не сможет нормально накапливать заряд, и скорее всего взорвется, или будет в любом случае испорчен, если долго держать его под напряжением неверной полярности.

Именно по причине полярности, электролитические конденсаторы применимы лишь в цепях постоянного или пульсирующего тока, но никак не напрямую в цепях переменного тока, только выпрямленным напряжением можно заряжать электролитические конденсаторы.

Второй недостаток конденсаторов этого типа — высокий ток утечки. По этой причине не получится использовать электролитический конденсатор для длительного хранения заряда, но он вполне подойдет в качестве промежуточного элемента фильтра в активной схеме.

Третьим недостатком является то, что емкость конденсаторов этого типа снижается с ростом частоты (пульсирующего тока), но эта проблема решается установкой на платах параллельно электролитическому конденсатору еще и керамического конденсатора сравнительно небольшой емкости, обычно в 10000 меньшей, чем у стоящего рядом электролитического.

Подробнее смотрите здесь: Электролитические конденсаторы

Теперь поговорим о танталовых конденсаторах. Примером могут служить К52-1 или smd А. В их основе пентаоксид тантала. Суть в том, что при окислении тантала образуется плотная не проводящая оксидная пленка, толщину которой можно технологически контролировать.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода. Технологическая цепочка при производстве довольно сложна. В начале создают анод из чистого прессованного танталового порошка, который спекают в глубоком вакууме при температуре от 1300 до 2000°C, чтобы получилась пористая структура.

Затем, путем электрохимического окисления, на аноде формируют диэлектрик в виде пленки пентаоксида тантала, толщину которой регулируют меняя напряжение в процессе электрохимического окисления, в результате толщина пленки получается всего от сотен до тысяч ангстрем, но пленка имеет такую структуру, что обеспечивает высокое электрическое сопротивление.

Следующий этап — формирование электролита, которым выступает полупроводник диоксид марганца. Солями марганца пропитывают танталовый пористый анод, затем его подвергают нагреву, чтобы диоксид марганца появился на поверхности; процесс повторяют несколько раз до получения полного покрытия. Полученную поверхность покрывают слоем графита, затем наносят серебро — получается катод. Структуру затем помещают в компаунд.

Танталовые конденсаторы похожи свойствами на алюминиевые электролитические, однако имеют особенности. Их рабочее напряжение ограничено 100 вольтами, емкость не превышает 1000 мкф, собственная индуктивность у них меньше, поэтому применяются танталовые конденсаторы и на высоких частотах, достигающих сотен килогерц.

Недостаток их заключается в крайней чувствительности к превышению максимально допустимого напряжения, по этой причине танталовые конденсаторы выходят из строя чаще всего из-за пробоя. Линия на корпусе танталового конденсатора обозначает положительный электрод — анод. Выводные или SMD танталовые конденсаторы можно встретить на современных печатных платах многих электронных устройств.

Керамические однослойные дисковые конденсаторы, например типов К10-7В, К10-19, КД-2, отличаются относительно большой емкостью (от 1 пф до 0,47 мкф) при малых размерах. Их рабочее напряжение лежит в диапазоне от 16 до 50 вольт. Их особенности: малые токи утечки, низкая индуктивность, дающая им возможность работать при высоких частотах, а также малые размеры и высокая температурная стабильность емкости. Такие конденсаторы успешно работают в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки — не более 3 мкА. Керамические конденсаторы устойчивы в внешним факторам, таким как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.

Керамические дисковые конденсаторы широко применяются в сглаживающих фильтрах источников питания, при фильтрации помех, в цепях межкаскадной связи, и почти во всех радиоэлектронных устройствах.

Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф.

Керамические многослойные конденсаторы, например К10-17А или К10-17Б, в отличие от однослойных, имеют в своей структуре чередующиеся тонкие слои керамики и металла. Их емкость поэтому больше, чем у однослойных, и может легко достигать нескольких микрофарад. Максимальное напряжение также ограничено здесь 50 вольтами. Конденсаторы этого типа способны, так же как и однослойные, исправно работать в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Высоковольтные керамические конденсаторы способны работать при высоком напряжении от 50 до 15000 вольт. Их емкость лежит в диапазоне от 68 до 100 нф, и работать такие конденсаторы могут в цепях постоянного, переменного или пульсирующего тока.

Их можно встретить в сетевых фильтрах в качестве X/Y конденсаторов, а также в схемах вторичных источников питания, где они используются для устранения синфазных помех и поглощения шума если схема высокочастотная. Порой без применения этих конденсаторов, выход из строя устройства может угрожать жизни людей.

Особый тип высоковольтных керамических конденсаторов — конденсатор высоковольтный импульсный, применяемый для мощных импульсных режимов. Примером таких высоковольтных керамических конденсаторов являются отечественные К15У, КВИ и К15-4. Эти конденсаторы способны работать под напряжением до 30000 вольт, а высоковольтные импульсы могут следовать с высокой частотой, до 10000 импульсов в секунду. Керамика обеспечивает надежные диэлектрические свойства, а особая форма конденсатора и расположение обкладок препятствует пробою снаружи.

Такие конденсаторы весьма популярны в качестве контурных в мощной радиоаппаратуре и очень приветствуются, например, тесластроителями (для конструирования катушек Тесла на искровом промежутке или на лампах, — SGTC, VTTC).

Полиэстеровые (полиэтилентерефталат, лавсан) конденсаторы, например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки широко применяются в импульсных блоках питания и электронных балластах. Их корпус из эпоксидного компаунда придает конденсаторам влагостойкости, теплостойкости и делает их устойчивыми к воздействию агрессивных сред и растворителей.

Полиэстеровые конденсаторы выпускаются емкостью от 1 нф до 15 мкф, и рассчитаны на напряжение от 50 до 1500 вольт. Их отличает высокая температурная стабильность при высокой емкости и небольших размерах. Цена полиэстеровых конденсаторов не высока, поэтому они весьма популярны во многих электронных устройствах, в частности в балластах энергосберегающих ламп.

Маркировка конденсатора содержит на конце букву, обозначающую допуск по отклонению емкости от номинальной, а также букву и цифру в начале маркировки, обозначающие допустимое максимальное напряжение, например 2А102J — конденсатор на максимальное напряжение 100 вольт, емкостью 1 нф, допустимое отклонение емкости +-5%. Таблицы для расшифровки маркировки можно легко найти в интернете.

Широкий диапазон емкостей и напряжений, дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсного токов.

Полипропиленовые конденсаторы, например К78-2, в отличие от полиэстеровых, в качестве диэлектрика имеют полипропиленовую пленку. Конденсаторы этого типа выпускаются емкостью от 100 пф до 10 мкф, а напряжение может достигать 3000 вольт.

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tgδ может не превышать 0,001. Такие конденсаторы широко используются, например, в индукционных нагревателях, и могут работать на частотах измеряемых десятками и даже сотнями килогерц.

Отдельного упоминания заслуживают пусковые полипропиленовые конденсаторы, такие например, как CBB-60. Эти конденсаторы используют для пуска асинхронных двигателей переменного тока. Они наматываются металлизированной полипропиленовой пленкой на пластиковый сердечник, затем рулон заливается компаундом.

Корпус конденсатора выполнен из материала не поддерживающего горение, то есть конденсатор полностью пожаробезопасный и подходит для работы в тяжелых условиях. Выводы могут быть как проводными, так и под клеммы и под болт. Очевидно, конденсаторы этого типа предназначены для работы на промышленной сетевой частоте.

Пусковые конденсаторы выпускаются на переменное напряжение от 300 до 600 вольт, а диапазон типичных емкостей — от 1 до 1000 мкф.

Смотрите также по этой теме: Использование конденсаторов в электронных схемах

Андрей Повный

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC | Руководство по решению | Техническая библиотека

Руководства по решениям

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC Обзор

В электронных устройствах используются несколько конденсаторов. Алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы используются в приложениях, требующих большой емкости, но миниатюризация и уменьшение профиля этих изделий затруднены, и они имеют значительные проблемы с самонагревом из-за пульсирующих токов.

Однако благодаря достижениям в области MLCC большой емкости в последние годы появилась возможность замены различных типов конденсаторов, используемых в цепях питания, на MLCC.

Переход на MLCC дает различные преимущества, такие как небольшой размер благодаря миниатюрному и низкопрофильному форм-фактору, контроль пульсаций, повышенная надежность и длительный срок службы. Однако низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) MLCC может иметь неблагоприятные последствия, которые могут привести к аномальным колебаниям и антирезонансу, поэтому требуется осторожность.

• Причины перехода с электролитических конденсаторов на MLCC

  MLCC большой емкости, от нескольких десятков до более 100 мкФ, были произведены благодаря технологическим достижениям, позволяющим заменить электролитические конденсаторы.
  Электролитические конденсаторы имеют срок службы десять лет, но MLCC почти не содержат компонентов, которые сокращают срок их службы.

• Замена преобразователя постоянного тока понижающего типа

  Продвигается замена электролитических конденсаторов на MLCC для выходных конденсаторов.

• Замена развязывающего конденсатора (шунтирующего конденсатора)

  Продвигается замена развязывающих конденсаторов на MLCC в аналоговых схемах.

• Руководство по замене электролитических конденсаторов на MLCC

  Предупреждения при выборе на основе характеристик.

Краткое руководство по замене электролитических конденсаторов на MLCC

Почему электролитические конденсаторы сейчас заменяются на MLCC?

Замена электролитического конденсатора возможна сегодня из-за большой емкости в MLCC

Рис. 1: Диапазон частот, используемый различными конденсаторами, и диапазон емкости

Наряду с возрастающей степенью интеграции первичных БИС и интегральных схем в электронные устройства наблюдается тенденция к низкому напряжению в источниках питания, что поставить эти компоненты. Кроме того, энергопотребление также увеличилось с развитием многофункциональности, и тенденция к использованию высокого тока сохраняется. Чтобы поддержать тенденции к низкому напряжению и высокому току, источники питания электронных устройств переключились с преобразователей промежуточной шины на системы рассредоточенных источников питания, в которых несколько миниатюрных преобразователей постоянного тока (преобразователи POL) размещаются рядом с нагрузками LSI и IC.

В преобразователе POL несколько конденсаторов подключены снаружи. Раньше алюминиевые и танталовые конденсаторы использовались, в частности, из-за необходимости большой емкости в выходных сглаживающих конденсаторах.
Однако, сложность миниатюризации этих электролитических конденсаторов является препятствием для уменьшения схемного пространства. Кроме того, они обладают значительными проблемами с самонагревом из-за пульсирующих токов.

MLCC, используемые во многих электронных устройствах, представляют собой конденсаторы с превосходными характеристиками, но их емкость сравнительно мала, и они используются в основном в фильтрах и высокочастотных цепях. Однако с достижениями в области технологии утончения и многослойности диэлектрических материалов MLCC в последние годы были разработаны MLCC большой емкости, от нескольких десятков до более 100 мкФ, что позволяет заменить электролитические конденсаторы.

Меры предосторожности при использовании различных конденсаторов

Основные характеристики и меры предосторожности при использовании MLCC, алюминиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов указаны ниже. Важно понимать эти предостережения по использованию, а также достоинства и недостатки этих конденсаторов при замене их на MLCC.
Хотя MLCC большой емкости позволяют заменить электролитические конденсаторы, важно отметить их недостаток, который заключается в большой скорости изменения емкости из-за температуры и смещения постоянного тока. Кроме того, слишком низкое значение ESR оказывает неблагоприятное воздействие и может привести к аномальным колебаниям в цепях питания.
» Примечание к вопросу: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора для преобразователя постоянного тока?
» Примечание к вопросу: Какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

Электролитические конденсаторы большой емкости, имеющие короткий срок службы из-за значительного самонагрева

Рисунок 2: Сравнительный пример самонагрева конденсатора из-за пульсаций тока
(частота: 100 кГц) по частоте.
С ESR конденсатора на определенной частоте, установленной как «R», и током пульсаций, установленным как «I», «RI ² » становятся силовыми потерями тепла и конденсатор самонагревается.

В то время как большая емкость достигается с помощью электролитического конденсатора, выделяется значительный нагрев из-за пульсаций тока и высокого ESR , что является слабостью электролитических конденсаторов

Верхний предел тока пульсаций, допустимый для конденсатора, называется «допустимым током пульсаций». Срок службы конденсатора будет уменьшаться, если использование превышает допустимый ток пульсаций.

Примечание: ESR и пульсирующие токи

Рисунок 3: ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)

Идеальный конденсатор должен обладать только свойствами емкости, но в действительности он также содержит компоненты резистора и катушки индуктивности из-за электродов. Компонент резистора, не показанный в идеальном конденсаторе, называется «ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)», а компонент дросселя называется «ESL (эквивалентная последовательная индуктивность)».

Рис. 4. Пульсирующие токи

Постоянный ток (постоянный ток) — это когда ток течет в одном направлении, но в источниках питания постоянного тока в дополнение к постоянному току присутствуют различные наложенные компоненты переменного тока, которые добавляют к току пульсации. Например, постоянный ток, полученный в результате выпрямления (двухполупериодного выпрямления) промышленного переменного тока, содержит пульсирующие пульсирующие токи с удвоенным циклом промышленного переменного тока. Кроме того, пульсирующий ток цикла переключения в импульсном преобразователе постоянного тока накладывается на напряжение постоянного тока. Это называется «пульсационный ток».

Алюминиевые конденсаторы со сроком службы 10 лет

Алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в электронных устройствах, поскольку они обладают высокой емкостью и недороги, но следует соблюдать осторожность из-за их ограниченного срока службы. Типичный срок службы алюминиевого электролитического конденсатора составляет десять лет. Это связано с тем, что емкость уменьшается по мере высыхания электролита (потеря емкости).

Количество потерянного раствора электролита связано с температурой и тесно связано с «уравнением Аррениуса» кинетики химической реакции. Если температура использования увеличится на 10°C, срок службы сократится вдвое. Если температура использования снизится на 10°C, срок службы удвоится, поэтому это также называется правилом «удвоения 10°C». По этой причине срок службы еще больше сокращается при использовании в условиях значительного самонагрева из-за пульсирующих токов.

Высыхание раствора электролита также увеличивает СОЭ. Следует отметить, что пиковое значение напряжения пульсаций не превышает номинального напряжения (выдерживаемое напряжение) при наложении напряжения пульсаций на напряжение постоянного тока. Конденсатор, используемый в цепи питания, имеет номинальное напряжение, в три раза превышающее входное напряжение.

Рис. 5: Диапазон номинального напряжения различных конденсаторов

Рис. 6: Сравнение срока службы

Пример замены MLCC: Понижающий преобразователь постоянного тока

Замена выходного конденсатора в понижающем преобразователе постоянного тока

Выделение тепла конденсатором из-за ESR и пульсирующих токов является основной проблемой в выходных конденсаторах цепей питания.
На рис. 7 показана принципиальная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.

Этот тип выходного конденсатора является основной целью замены электролитических конденсаторов на MLCC в преобразователях постоянного тока в качестве решения проблемы самонагрева, уменьшения занимаемой площади и повышения надежности.

Рис. 7: Принципиальная схема преобразователя POL
(понижающий преобразователь постоянного тока)

Примечание. Принципиальная схема преобразователя POL (понижающий преобразователь постоянного тока)

На рис. 8 показана основная схема преобразователя миниатюрный понижающий DC-DC преобразователь, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.

Основная схема преобразователя выполнена в виде ИС, а конденсатор и катушка индуктивности прикреплены снаружи к печатной плате (также существуют изделия с внутренним присоединением).

Конденсатор, который стоит перед микросхемой, называется «входным конденсатором (Cin)», а тот, что стоит после, — «выходным конденсатором (Cout)». Помимо сбора электрического заряда и сглаживания выходного напряжения, выходной конденсатор в DC-DC преобразователе играет роль заземления и удаления пульсирующей составляющей переменного тока.

Сравнение характеристик выходных конденсаторов понижающего преобразователя постоянного тока

Выходные напряжения выходных конденсаторов понижающего преобразователя постоянного тока сравнивались с использованием оценочной платы следующего типа. Сравниваемые конденсаторы представляли собой типичный алюминиевый электролитический конденсатор, танталовый электролитический конденсатор, функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор и MLCC с емкостью 22 мкФ.

Рисунок 8: Сравнительная проверка выходного напряжения различных электролитических конденсаторов с MLCC (изделия 22 мкФ)

MLCC имеет малые пульсации тока и небольшой самонагрев из-за низкого ESR

На основании ранее заявленных условий сравнение был составлен из выходного тока и выходного напряжения типового алюминиевого электролитического конденсатора, танталового электролитического конденсатора, функционально-полимерного алюминиевого электролитического конденсатора и MLCC с емкостью 22 мкФ.

ESR в порядке убывания размера представляет собой типичный алюминиевый электролитический конденсатор> танталовый электролитический конденсатор> функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор> MLCC. Пульсации напряжения, вызывающие самонагрев, имеют аналогичный характер. В функциональном полимерном алюминиевом электролитическом конденсаторе в качестве электролита используется проводящий полимер, и он предназначен для низкого ESR. По сравнению с типичным алюминиевым электролитическим конденсатором напряжение пульсаций значительно меньше, но форм-фактор немного больше, а цена дорогая.

Рис. 9. Результаты испытаний выходных характеристик (изделия емкостью 22 мкФ) различных типов электролитических конденсаторов с MLCC (характеристика B)

Частотно-импедансные характеристики и частотно-сопротивляющие характеристики для каждого из них приведены ниже.

Рис. 10: Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для различных конденсаторов

По мере того, как ESR конденсатора становится ниже, напряжение пульсаций можно поддерживать на меньшем уровне. Как показано на графике ниже, ESR MLCC составляет около нескольких ммОм, что очень мало. По этой причине MLCC демонстрирует оптимальные характеристики в качестве замены электролитического конденсатора.

Рисунок 11: Соотношение между ESR и напряжением пульсаций (частота коммутации 340 кГц)

Преимущества замены электролитического конденсатора в преобразователе постоянного тока на MLCC

Замена электролитического конденсатора на MLCC дает различные преимущества, такие как как контроль пульсации, а также уменьшение места на печатной плате за счет миниатюрного и низкопрофильного форм-фактора, длительного срока службы и повышения надежности.

Контроль пульсации, высокая надежность, длительный срок службы

Самонагрев из-за пульсаций тока в конденсаторах с высоким ESR сокращает срок службы конденсатора.
ESR MLCC ниже, чем у электролитического конденсатора, на двузначное число, а длительный срок службы повышает надежность.

Рис. 12: Управление пульсациями

Миниатюризация

Переход на миниатюрные низкопрофильные MLCC позволяет уменьшить пространство на печатной плате.

Рис. 13. Переход с алюминиевого электролитического конденсатора на MLCC

Примечание к вопросу: Можно ли контролировать напряжение пульсаций за счет увеличения емкости электролитического конденсатора?

ESR электролитического конденсатора немного уменьшается при увеличении емкости. Однако контролировать пульсации за счет увеличения емкости принципиально сложно. Это связано с тем, что постоянная времени увеличивается вместе с увеличением емкости.
Скорость отклика переходного явления, такого как процесс зарядки и разрядки конденсатора, может быть выражена индексом постоянной времени, называемым (T). В RC-цепи, состоящей из сопротивления (R) и конденсатора (C), постоянная времени становится T=RC (R выражено в омах [Ом], емкость C выражена в фарадах [Ф]). Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, мало, когда постоянная времени мала, и становится больше, когда постоянная времени увеличивается.
Постоянная времени становится чрезвычайно большой при использовании электролитического конденсатора с чрезмерно большой емкостью. В DC-DC преобразователе с повторяющимся кратковременным переключением разрядка не завершается за время выключения, и в электролитическом конденсаторе остается заряд. В результате напряжение снижается недостаточно, возникают искажения формы сигнала напряжения, выходной сигнал становится нестабильным, что не позволяет обеспечить благоприятный контроль пульсаций (рис. 14).

Рис. 14: Искажения, возникающие в форме волны алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости

MLCC, с другой стороны, не имеют такой проблемы из-за низкого ESR в широкой полосе частот, что обеспечивает благоприятный контроль пульсаций в место электролитического конденсатора.

Рис. 15: Импеданс и ESR электролитического конденсатора
и MLCC

Примечание к вопросу: Почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора в преобразователе постоянного тока?

Низкое ESR является особенностью MLCC, но оно настолько ниже по сравнению с алюминиевым электролитическим конденсатором, что, наоборот, выходное напряжение DC-DC преобразователя становится нестабильным и вызывает возникновение колебаний.
Как показано на рисунке справа, преобразователь постоянного тока сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением, усиливает величину ошибки с помощью усилителя ошибки (усилитель ошибки) и выполняет отрицательную обратную связь для достижения постоянного и стабильного напряжения постоянного тока. . Однако запаздывание фазы сигнала происходит из-за катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) сглаживающей цепи. Когда отставание по фазе приближается к 180 °, создается условие положительной обратной связи, в результате чего оно становится нестабильным и колеблется.

Рисунок 16: Цепь отрицательной обратной связи в преобразователе постоянного тока

Примечание к вопросу: Какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

Существует схема платы, используемая в качестве диаграммы, чтобы определить, будет ли отрицательная обратная связь работать стабильно. Горизонтальная ось графика — это частота, а вертикальная ось — усиление и фаза.
Когда отставание по фазе из-за катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) приближается к 180°, создается положительная обратная связь, и выходной сигнал становится нестабильным. Однако установка усиления на 1 или меньше (0 дБ или меньше) даже при отставании по фазе на 180° приводит к сходимости сигнала и может предотвратить колебания.
Подсоедините конденсатор и резистор рядом с усилителем ошибки, чтобы уменьшить отставание по фазе, и отрегулируйте для его устранения. Это называется «фазовой компенсацией». Предыдущие конструкции, в которых в качестве выходного конденсатора использовался алюминиевый электролитический конденсатор с высоким ESR, не имели этой проблемы. Однако MLCC имеет недостаточную компенсацию, что вызывает аномальные колебания, поэтому при замене конденсаторов требуется осторожность.

Рисунок 17: Схема платы (характеристики усиления и фазы/частоты)

» Примечание к вопросу: Какое явление антирезонанса возникает при использовании MLCC в качестве развязывающего конденсатора?

Рис. 18. Цепь фазовой компенсации

Пример замены MLCC: Развязывающий конденсатор (шунтирующий конденсатор)

Замена развязывающего конденсатора (шунтирующий конденсатор)

Раньше электролитические конденсаторы и MLCC подключались параллельно для развязки в аналоговой цепи, но с производством MLCC большой емкости происходит замена электролитических конденсаторов на MLCC.

В частности, большая емкость требуется для снижения импеданса из-за большого ESR в алюминиевом электролитическом конденсаторе. Однако для MLCC не требуется такая же емкость, как для алюминиевого электролитического конденсатора, поскольку низкое ESR является особенностью MLCC. Миниатюризация и низкий профиль MLCC также позволяют сократить пространство на печатной плате, а длительный срок службы и превосходная надежность также являются преимуществами замены.

Рисунок 19: Преобразователь POL (понижающий преобразователь постоянного тока)
Основная схема

Примечание. Развязывающий конденсатор

линия питания, которая не показана на принципиальной схеме, что может привести к изменению напряжения питания и вызвать неисправность или помехи между цепями.

Конденсатор подключен параллельно для управления изменениями напряжения при зарядке и разрядке. Кроме того, поскольку конденсатор пропускает переменный ток, он устраняет или направляет шум пульсаций на землю. Это называется «развязывающим конденсатором» (также называемым «шунтирующим конденсатором»).

Рис. 20: Роль развязывающего конденсатора

Идеальный конденсатор для развязки должен иметь низкий импеданс в широком диапазоне частот от низких до высоких, но в действительности частотно-импедансные характеристики конденсатора соответствуют V- фигурная кривая.

Частота в нижней части V-образной формы называется «саморезонансной частотой» (SRF) и действует как конденсатор в области ниже SRF. По этой причине конденсаторы с разными характеристиками обычно подключают параллельно, чтобы перекрыть широкий диапазон частот в приложениях с развязкой.

Рис. 21: Роль развязывающего конденсатора

Преимущества замены электролитического конденсатора на MLCC в преобразователе постоянного тока

Примечание к вопросу: Какое явление антирезонанса возникает при использовании MLCC в качестве разделительный конденсатор?

Низкое значение ESR является особенностью MLCC, но это может иметь неблагоприятные последствия даже в приложениях с развязкой. Например, несколько MLCC соединены параллельно для развязки в ИС, работающей с большим током и низким напряжением. Конденсатор функционирует как конденсатор ниже диапазона частот SRF (саморезонансная частота) и как индуктор выше SRF.

По этой причине, когда SRF двух MLCC находятся близко друг к другу, между SRF с помощью катушки индуктивности и конденсатора создается LC-параллельный резонансный контур, и им легко генерировать колебания. Это явление называется «антирезонанс». Антирезонанс создает интенсивные пики импеданса, которые ослабляют эффект удаления шума на этой частоте. Это может привести к нестабильности напряжения питания и неисправности цепи.

Рисунок 22: Параллельные соединения MLCC для развязки и проблемы антирезонанса

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

MLCC. Пожалуйста, используйте его для повышения надежности ваших продуктов.

Меры предосторожности при выборе конденсаторов на основе характеристик

Внимание! Емкость материалов с высокой диэлектрической проницаемостью будет изменяться в зависимости от приложенного напряжения

MLCC — лучший конденсатор, но у него есть и недостатки. Емкость MLCC изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Это называется «характеристикой смещения постоянного тока», когда приложено напряжение постоянного тока. Изменения емкости (зависящие от смещения постоянного тока) редко наблюдаются при MLCC с низкой диэлектрической проницаемостью (тип 1), но появляются при MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью (тип 2).

Это вызвано собственной поляризацией сегнетоэлектрика (BaTiO3 и т. д.), используемого в материале с высокой диэлектрической проницаемостью. По этой причине , пожалуйста, учитывайте диэлектрические характеристики, используемое напряжение и выдерживаемое напряжение при выборе, если он будет использоваться при подаче постоянного напряжения. Существует также тенденция к значительному уменьшению емкости миниатюрных конденсаторов. Характеристики смещения постоянного тока также необходимо учитывать при выборе емкости.

Рис. 23. Скорость изменения емкости
— пример характеристики смещения постоянного тока (высокая диэлектрическая проницаемость)

Рисунок 24: Влияние характеристики смещения по постоянному току (сравнение эффективной емкости при подаче 3,3 В)

Оптимальный модельный ряд MLCC для замены электролитических конденсаторов Продукт МЛЦК.

* Обратите внимание, что приведенная здесь информация не гарантирует совместимость продукта.
* Пожалуйста, принимайте решения после достаточного тестирования совместимости продукта.

Как выбрать оптимальный MLCC для замены электролитического конденсатора (PDF)

TDK предлагает обширную линейку MLCC для успешной замены алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов. Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Краткое руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

• В последние годы производство MLCC большой емкости от нескольких десятков до более 100 мкФ позволило заменить танталовые и алюминиевые электролитические конденсаторы.
• Переход на MLCC в широком спектре бытовых и промышленных устройств продвигается вперед благодаря их высокому номинальному напряжению, превосходному контролю пульсаций, длительному сроку службы и высокой надежности.

*Слабой стороной MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью является уменьшение емкости из-за температуры или приложения постоянного напряжения (температурная характеристика, характеристика смещения постоянного тока). Кроме того, чрезвычайно низкое значение ESR может вызвать аномальные колебания и антирезонанс, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.

*Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Поддержка продукта

Средства технической поддержки

TDK бесплатно предоставляет следующие инструменты поддержки проектирования на нашем веб-сайте. Пожалуйста, используйте их для проектирования схем и мер противодействия электромагнитной совместимости.

■ TVCL: Модели электронных компонентов для симуляторов схем

Это имитационные модели для воспроизведения характеристик электронных компонентов TDK в симуляторах. Предлагаются S-параметр, модель эквивалентной схемы, модель SPICE, а также библиотеки для различных симуляторов. Мы рекомендуем модель смещения постоянного тока, которая учитывает характеристики частоты и смещения постоянного тока, для проектирования схемы источника питания.

Исследователи объединили принципы батареи и конденсаторов в новой твердотельной батарее

Исследователи из Университета Порту создали простую самозаряжающуюся батарею, которая предлагает решения для питания различных устройств. Для создания батареи исследователи использовали ферроэлектрический стеклянный электролит внутри электрохимической ячейки.

Совместная группа исследователей, базирующаяся в Порту, Португалия, и Техасе, США, надеется оставить в прошлом это неудобное для пользователя требование, разработав новый тип батареи, которая может перезаряжаться без потери энергии.

Исследование группы, опубликованное AIP Publishing в Applied Physics Reviews, предлагает новый тип батареи, который сочетает в себе отрицательную емкость и отрицательное сопротивление в одной и той же ячейке, позволяя ячейке самозаряжаться без потери энергии, что имеет важные последствия. для длительного хранения и повышения выходной мощности аккумуляторов.

Эти батареи можно использовать для связи на очень низких частотах и ​​в таких устройствах, как мигающие огни, электронные звуковые сигналы, управляемые напряжением генераторы, инверторы, импульсные источники питания, цифровые преобразователи и генераторы функций, а также в технологиях, связанных с современными компьютерами.

В Applied Physics Reviews от AIP Publishing Хелена Брага и ее коллеги из Университета Порту в Португалии и Техасского университета в Остине сообщают о создании своей очень простой батареи с двумя разными металлами в качестве электродов и электролитом из литиевого или натриевого стекла. между ними.

«Стеклянный электролит, который мы разработали, был богат литием, и поэтому я подумал, что мы можем создать батарею, в которой электролит будет питать оба электрода ионами лития при зарядке и разрядке без необходимости в металлическом литии», — сказал Брага.

Эта работа важна, потому что она объединяет теорию всех твердотельных устройств, таких как батареи, конденсаторы, фотогальваника и транзисторы, где различные материалы в электрическом контакте проявляют свойства комбинированного материала, а не отдельных материалов. .

Бистабильный энергетический ландшафт для сегнетоэлектрика-электролита из литиевого стекла, находящегося в контакте с алюминий-отрицательным электродом, и процесс самоциклирования в электрохимическом элементе из алюминия/литиевого стекла/меди. а) Изменение потенциальной энергии с нанесенным литием, приводящее к отрицательной емкости/самозаряду и отрицательному сопротивлению/самоциклированию. б) Процессы самозарядки и самоциклирования при выравнивании диполей в сегнетоэлектролите из-за электрической необходимости выравнивания уровней Ферми. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: Брага и др.

«Когда один из материалов является изолятором или диэлектриком, таким как электролит, он локально меняет свой состав, образуя конденсаторы, которые могут накапливать энергию и выравнивать уровни Ферми внутри устройства», — сказал Брага.

В батарее разность потенциалов разомкнутой цепи между электродами возникает из-за электрической необходимости выравнивания уровней Ферми, меры энергии наименее прочно удерживаемых электронов в твердом теле, которая также отвечает за полярность электродов. . Химические реакции происходят позже и питаются этой электрической потенциальной энергией, хранящейся в конденсаторах.

«Наши электрохимические элементы, которые в принципе проще, чем батареи, полностью основаны на самоорганизации, которая является сущностью жизни», — сказал Брага.