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贴片电容的进阶学习

 共同成长888 2019-12-14

 随着贴片电容的容量越做越大,越来越多的应用开始使用贴片电容来替代常规的小容量铝电解电容,毕竟瓷片电容在频率特性,还有损耗上都相较传统铝电解电容有优势。但是许多问题就存现在这样盲目的信任之下。由于我们的惯性思维我们想当然的认为,大容量瓷片电容也和我们常见的小容量瓷片电容一样好用,其实不然。

 

今天我就来给大家讲讲贴片电容的进阶选购技巧

 

问题一,压电效应带来的容量缩水

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我们随便选了两款wurth的10v 22uf的贴片电容,区别的只有封装,按照道理说,它们都可以在4.1V的电压之下稳定工作。然而事实呢?

 

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按照这wurth的官方曲线得到信息,1206封装的电容在4.1v的时候就已经损失了30%甚至更多的容量。显然,这时候它已经不再是标称值上所标注的这样称职了。这就是压电效应导致的瓷片电容容量缩水效应


解决问题的办法依然很简单。那就是挑选封装更大,耐压更高的瓷片电容来替换。比如说这个案例中的1210封装电容,1210封装型号在4.1V下只损失了0.56%这算是很好的成绩了。

 

 

问题二,瓷片电容耐压不够

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之前就说过,同型号高耐压的瓷片电容,在工作电压下容量缩水更小,但是你知否知道,如果我们填写BOM清单的时候,不注意,随手就标注了一个容量和封装信息,那小容量瓷片电容多数情况下供应商都会给你50V耐压的型号,如果你需要更高耐压的型号。那么请你自己填写清单。

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比如这个常见Flyback电路中的C3  RCD箝位电容,耐压标注的是630V,但是这里其实更推荐使用的是会自愈的CBB聚合物电容。如果你要为了减小方案体积,可以。那就建议你选择1206封装1000v耐压的瓷片电容吧。瓷片电容不会像CBB一样的自愈,所以用的时候一定要多加注意。

 

问题三,随着温度飘忽不定的容量

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很多人都以为瓷片电容的容量是一成不变的,显然这不适用于大容量MLCC多层瓷片电容。因为最常见的X7R的温飘范围是正负15%。如果你需要容量相对稳定,那就请选用C0G。但是C0G类型的瓷片电容容量范围特别受限。一般情况下:

0402最大470pf

0603最大4700pf

0805最大10nf

1206最大33nf

如果需要容量绝对稳定,那就请放大一号封装尺寸。不过在容量大于33nf之后,放大尺寸对C0G容量范围的提升就很有限了。这个时候就要选用下面的解决方案了。

 

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虽然不如C0G的30ppm这样稳定,但是贴片薄膜电容也是一个非常不错的替代备选方案,虽然它的价格也相对较贵。但是上限0.22uf 2%的精度  上限1uf 5%的精度也是非常可圈可点的了。尤其是最重要的温飘问题,贴片薄膜电容基本不比C0G瓷片电容差。所以在对容量稳定度有一定要求的情况下依然是完美的解决方案。

 

注意:精度不等于温飘,精度是出厂就可能产生的偏差,而温飘是指随着温度而改变的容量大小。


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这里再着重说一下Y5V和X7R的区别,我有一个应用,由于瓷片电容容量比较大,一开始偷懒甩给了供应商填单。供应商就直接就给了我Y5V的电容。仔细查看手册,你可以知道,由于Y5V的电容负偏差可以到-80%显然,这个已经超出了手册里面许可的范围了。在加上本身由于压电效应造成的容量损失。如果你去做温度测试,很有可能就砸在它手上了。所以这里再次提醒大家,选电容一定要小心再小心。

问题四,电容啸叫问题。

 

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瓷片电容电容怎么会发声音呢?其实很简单,依然是压电效应。最典型的瓷片发声应用案例就是压电陶瓷片,小时候我们做的音乐贺卡上的陶瓷发声片就是按照这个原理做的。

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瓷片电容本质上和压电陶瓷片的原理是一样的,而且随着瓷片体积的增加,瓷片发声的概率就会显著提高,毕竟它的体积一大,震动的面积就越大,发出的声音相对也越响。不过这不是绝对的。

 

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我们还得看它的共振频点在哪里,许多应用只要换个供应商,或者换个封装尺寸,就能有效的规避瓷片电容的共振啸叫现象。


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但是有一类电容大家一定要小心,那就是Z5U材质的电容,这个芯片厂商手册上官方的说明。抵制使用Z5U电容做RCD 箝位电容。显然这个倒霉的原厂FAE已经为此中过招了。


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当然更完美的解决方案,依然是贴片薄膜电容。只不过如果瓷片可以用,何苦买更贵的产品呢?

 

这就是我这段时间对贴片电容进阶学习之后,得到的经验心得。希望能对大家有用,我的劳动也就有所值了。

                                           沈洁

                                       2017年7月13日




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