คำแนะนำเกี่ยวกับประเภทตัวเก็บประจุเซรามิก
ประเภทของเซรามิกที่ใช้ในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้มีประโยชน์หลายประการรวมถึงการสูญเสียพลังงานต่ำและระดับความมั่นคงที่เหมาะสมอย่างไรก็ตามประโยชน์เหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุเซรามิกที่เลือกตัวเก็บประจุเซรามิกตั้งชื่อตามวัสดุเซรามิกที่ทำจากวัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยอนุภาคขนาดพาราหรืออิเล็กทริกที่มีพื้นดินอย่างประณีตผสมกับสารอื่น ๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เหมาะสมบทความนี้มีลักษณะใกล้ชิดของตัวเก็บประจุเซรามิกพูดคุยเกี่ยวกับประเภทต่าง ๆ เช่นตัวเก็บประจุเซรามิกตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCCs) และตัวเก็บประจุ Feedthrough แต่ละตัวออกแบบมาเพื่อการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะนอกจากนี้ยังอธิบายว่าไดอิเล็กทริกเซรามิกแบ่งออกเป็นกลุ่มเช่น Class 1 และ Class 2 ชี้ให้เห็นคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์การตอบสนองอุณหภูมิและพฤติกรรมความจุบทความพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการที่เทคโนโลยีตัวเก็บประจุมีการพัฒนาปรับปรุงประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองความต้องการของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงและแม่นยำแคตตาล็อก
รูปที่ 1: ตัวเก็บประจุเซรามิก
ตัวเก็บประจุเซรามิก
ตัวเก็บประจุเซรามิกของดิสก์นั้นสามารถจดจำได้อย่างง่ายดายจากรูปร่างกลมและการสร้างที่แข็งแกร่งส่วนหลักของตัวเก็บประจุนี้คือแผ่นเซรามิกและทำหน้าที่เป็นวัสดุฉนวนในการทำงานประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับว่าขั้วไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับแผ่นดิสก์นี้อย่างไรขั้วไฟฟ้าเหล่านี้วางอยู่บนพื้นผิวอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าค่าการนำไฟฟ้าที่ดี
เมื่ออิเล็กโทรดอยู่ในสถานที่โอกาสในการขายเหล่านี้ดีสำหรับการสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุสามารถรวมเข้ากับวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพคุณลักษณะของตัวเก็บประจุเซรามิกดิสก์คือการเคลือบเรซินที่ครอบคลุมอย่างสมบูรณ์การเคลือบนี้มีหลายบทบาท: มันป้องกันส่วนประกอบจากความเสียหายทางกายภาพป้องกันปัจจัยสิ่งแวดล้อมเช่นความชื้นและรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าโดยการป้องกันการปนเปื้อน
เนื่องจากการออกแบบที่แข็งแกร่งของพวกเขาตัวเก็บประจุเซรามิกของแผ่นดิสก์มีความน่าเชื่อถือและยาวนานมากทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกยอดนิยมในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคระบบรถยนต์และอุปกรณ์อุตสาหกรรม
รูปที่ 2: โครงสร้างตัวเก็บประจุเซรามิกของดิสก์
รูปที่ 3: ตัวเก็บประจุเซรามิกดิสก์
ตัวเก็บประจุ MLCC
ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCC) เป็นองค์ประกอบหลักในอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยีที่ติดตั้งบนพื้นผิว (SMT)ตัวเก็บประจุนี้ประกอบด้วยวัสดุอิเล็กทริกเซรามิกหลายชั้นซ้อนกันเพื่อเพิ่มความจุสูงสุดในรูปแบบกะทัดรัดโครงสร้างชั้นได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังด้วยขั้วไฟฟ้าโลหะที่วางอยู่ระหว่างเลเยอร์ขั้วไฟฟ้าเหล่านี้สร้างการเชื่อมต่อแบบขนานเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ
รูปที่ 4: โครงสร้างตัวเก็บประจุ MLCC
MLCCs เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีความจุสูงและพื้นที่ทางกายภาพน้อยที่สุดในการกำหนดค่าการติดตั้งพื้นผิวการสิ้นสุดสิ้นสุดของ MLCCs ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยความแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งที่แนบมาเชิงกลและการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมบนแผงวงจรพิมพ์ (PCBs)การยุติเหล่านี้ทำจากการรวมกันของโลหะเช่นเงินและแพลเลเดียมจากนั้นจะถูกเคลือบด้วยนิกเกิลและดีบุกการเคลือบนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการประสานและป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
ความก้าวหน้าในเทคโนโลยี MLCC รวมถึงการใช้ไดอิเล็กทริก High-K และเทคนิคการฝังรากลึกที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากเป็นผลให้ตอนนี้จำเป็นต้องใช้ MLCC ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูงที่ใช้ในอุปกรณ์สมัยใหม่จำนวนมาก
รูปที่ 5: ตัวเก็บประจุ MLCC
ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุ Feedthrough มีความสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงเพราะช่วยป้องกันการรบกวนในสถานการณ์ที่สายเคเบิลหรือสายไฟผ่านพื้นที่ป้องกันตัวเก็บประจุเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณโดยการกรองความถี่วิทยุ (RF) และสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
การพัฒนาตัวเก็บประจุเซรามิกมีอิทธิพลอย่างมากต่อวิวัฒนาการของตัวเก็บประจุป้อนการออกแบบการป้อนอาหารที่ทันสมัยนั้นรวมวัสดุอิเล็กทริกขั้นสูงช่วยให้พวกเขาทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ RF และความถี่ไมโครเวฟตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงภายใต้สภาวะความร้อนที่แตกต่างกัน
รูปที่ 6: โครงสร้างตัวเก็บประจุ Feedthrough
นวัตกรรมด้านวัสดุและเทคนิคการผลิตไม่เพียง แต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ Feedthrough แต่ยังทำให้พวกเขามีประสิทธิภาพในการผลิตจำนวนมากเป็นผลให้ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีการใช้มากขึ้นในการสื่อสารโทรคมนาคมการบินและอวกาศและการป้องกันการปรับปรุงตัวเก็บประจุ Feedthrough อย่างต่อเนื่องเน้นว่าพวกเขาต้องการความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร
รูปที่ 7: ตัวเก็บประจุ Feedthrough
ชนิดอิเล็กทริกเซรามิก
ตัวเก็บประจุเซรามิก ใช้วัสดุประเภทต่าง ๆ สำหรับฉนวนกันความร้อนและแต่ละประเภทมีป้ายกำกับด้วยรหัสเช่น C0G, NP0, X7R, Y5V และ Z5Uรหัสเหล่านี้ไม่ได้สุ่มพวกเขาระบุว่าวัสดุตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าอย่างไรเพื่อช่วยให้ผู้คนเลือกตัวเก็บประจุที่เหมาะสมกลุ่มอุตสาหกรรมได้สร้างหมวดหมู่ที่แตกต่างกันสำหรับไดอิเล็กติกเซรามิกหมวดหมู่เหล่านี้จัดประเภทของไดอิเล็กตริกที่ใช้ในตัวเก็บประจุเซรามิกตามวิธีการใช้งาน
เพื่อช่วยให้ผู้คนเลือกตัวเก็บประจุที่เหมาะสมกลุ่มอุตสาหกรรมได้สร้างหมวดหมู่ที่แตกต่างกันสำหรับไดอิเล็กติกเซรามิกหมวดหมู่เหล่านี้จัดประเภทของไดอิเล็กตริกที่ใช้ในตัวเก็บประจุเซรามิกตามวิธีการใช้งาน
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1 เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องประสิทธิภาพที่โดดเด่นเนื่องจากการใช้ไดอิเล็กติกคลาส 1ไดอิเล็กตริกเหล่านี้มีความมั่นคงที่น่าทึ่งและการสูญเสียน้อยที่สุดดีในการใช้งานที่แม่นยำเช่นออสซิลเลเตอร์และตัวกรองความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุเหล่านี้มาจากความสามารถในการรักษาประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย
ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของไดอิเล็กทริกคลาส 1 เกิดจากองค์ประกอบเฉพาะของพวกเขาพวกเขาประกอบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ (TIO2) อย่างละเอียดจากนั้นผสมกับสารเติมแต่งต่าง ๆ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้าสารเติมแต่งรวมถึงสังกะสี, เซอร์โคเนียม, ไนโอเบียม, แมกนีเซียม, แทนทาลัม, โคบอลต์และสตรอนเทียมองค์ประกอบเหล่านี้แต่ละองค์ประกอบมีบทบาทในการปรับปรุงความมั่นคงและประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการใช้ออกไซด์ของดินหายากเช่นนีโอไดเมียมและสะมาเรียมกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในไดอิเล็กทริก C0G (NP0)วัสดุเหล่านี้มีค่าสำหรับความสามารถในการรักษาเสถียรภาพและลดการสูญเสียสัญญาณเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณไฟฟ้าในวงจรที่มีความแม่นยำสูง
รูปที่ 8: ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1 อิเล็กทริก
รหัสตัวเก็บประจุคลาส 1
ลักษณะการทำงานของตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1 จะถูกระบุอย่างชัดเจนโดยรหัสสามตัวอักษรมาตรฐานรหัสนี้ให้การอ้างอิงที่รวดเร็วและเชื่อถือได้กับพฤติกรรมของตัวเก็บประจุในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
อักขระตัวแรกในรหัสเป็นตัวอักษรที่ระบุความจุเท่าใดจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิวัดเป็นส่วนต่อล้านต่อองศาเซลเซียส (ppm/° C)
อักขระที่สองคือตัวเลขที่ทำหน้าที่เป็นตัวคูณให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุที่เปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ
อักขระที่สามเป็นตัวอักษรตัวอื่นที่ระบุข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาตในการเปลี่ยนแปลงความจุต่อองศาเซลเซียส
เพื่อให้เข้าใจถึงรหัสเหล่านี้อย่างเต็มที่ตารางที่มีรายละเอียดมักจะใช้ทำลายแต่ละข้อกำหนด
|
ตัวละครแรก |
ตัวละครที่สอง |
ตัวละครที่สาม |
|||
|
จดหมาย |
Sig Figs |
ตัวเลขหลัก |
ตัวคูณ 10x |
จดหมาย |
ความอดทน |
|
C |
0 |
0 |
-1 |
ก |
+/- 30 |
|
ข |
0.3 |
1 |
-10 |
ชม |
+/- 60 |
|
l |
0.8 |
2 |
-100 |
j |
+/- 120 |
|
อัน |
0.9 |
3 |
-1000 |
K |
+/- 250 |
|
ม. |
1 |
4 |
1 |
l |
+/- 500 |
|
P |
1.5 |
6 |
10 |
ม. |
+/- 1,000 |
|
R |
2.2 |
7 |
100 |
n |
+/- 2500 |
|
S |
3.3 |
8 |
1,000 |
- |
- |
|
T |
4.7 |
- |
- |
- |
- |
|
V |
5.6 |
- |
- |
- |
- |
|
คุณ |
7.5 |
- |
- |
- |
- |
ประเภทตัวเก็บประจุคลาส 1
NP0 (ลบ-positive-zero) หรือ C0G
ประเภท C0G มีความเสถียรสูงและแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงกับอุณหภูมิมันมีระยะขอบข้อผิดพลาดเพียง± 30ppm/° C ทำให้เป็นวัสดุที่เชื่อถือได้มากในหมวดเซรามิก EIA Class 1วัสดุ C0G (NP0) ช่วยให้ความจุเกือบคงที่ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างโดยมีการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า± 0.3% ระหว่าง -55 ° C และ +125 ° Cการเปลี่ยนแปลงความจุของมันหรือ hysteresis น้อยที่สุดภายใต้± 0.05% ซึ่งดีกว่าการเปลี่ยนแปลงมากถึง± 2% ที่เห็นในตัวเก็บประจุฟิล์มบางตัวตัวเก็บประจุ C0G (NP0) ยังมีปัจจัย "Q" สูงซึ่งมักจะมากกว่า 1,000 ซึ่งบ่งบอกถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด"Q" ที่สูงนี้ยังคงมีความเสถียรในความถี่ที่แตกต่างกันC0G (NP0) มีการดูดซึมอิเล็กทริกต่ำมากน้อยกว่า 0.6%คล้ายกับ MICA ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีการดูดซึมต่ำ
รูปที่ 9: NP0 (ลบ-positive-zero) หรือ c0g
N33
ตัวเก็บประจุ N33 มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ +33 ppm/° C หมายถึงความจุของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องและคาดการณ์ได้สิ่งนี้ทำให้ N33 เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับสถานการณ์ที่การเปลี่ยนแปลงความจุบางอย่างกับอุณหภูมินั้นโอเค แต่คุณยังต้องการเสถียรภาพโดยรวมN33 พบได้ในวงจรการชดเชยอุณหภูมิที่นี่การเปลี่ยนความจุช่วยสร้างความสมดุลให้กับการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิในส่วนอื่น ๆ ของวงจรทำให้ทั้งระบบทำงานได้ดีความจุของ N33 มักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ picofarads ไม่กี่ไปจนถึงประมาณ 1 microfarad ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับตัวเก็บประจุคลาส 1สิ่งที่ทำให้ N33 พิเศษคือปฏิกิริยาที่คาดการณ์ได้ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแม้แต่การพึ่งพาอุณหภูมิเล็กน้อย N33 ยังคงสูญเสียพลังงานต่ำและมีความเสถียรสูงและทำให้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงและความแม่นยำ
P100, N150, N750, S2R
ฉลากอุณหภูมิเช่น P100, N150, N750 และ S2R บอกเราว่าประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิอย่างไรป้ายกำกับเหล่านี้มีสองส่วน: ตัวอักษรและตัวเลข
จดหมายแสดงว่าความสามารถของตัวเก็บประจุในการเก็บประจุ (ความจุ) จะเพิ่มลดลงหรือผันผวนกับอุณหภูมิ:
"P" หมายถึงความจุเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
"N" หมายถึงความจุลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
"S" หมายถึงความจุสามารถเพิ่มหรือลดลงได้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
จำนวนบอกเราว่าค่าความจุเปลี่ยนแปลงต่อองศาเซลเซียสมากน้อยเพียงใดตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุ P100 จะเพิ่มความจุได้ 100 ส่วนต่อล้าน (ppm) สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของแต่ละองศาเซลเซียสตัวเก็บประจุเหล่านี้ได้รับเลือกสำหรับสถานการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงความจุเนื่องจากอุณหภูมิไม่เป็นไรพวกเขามีประโยชน์สำหรับงานที่น้อยลงเช่นการกรองหรือกำหนดเวลาซึ่งการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจะไม่ทำให้เกิดปัญหาและสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้ในทางตรงกันข้ามตัวเก็บประจุ NP0/C0G ใช้สำหรับงานที่จำเป็นต้องมีความเสถียรเนื่องจากไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 2
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 2 ทำจากวัสดุ ferroelectric เช่นแบเรียมไททาเนต (BATIO3)วัสดุเหล่านี้ทำให้ตัวเก็บประจุมีค่าคงที่อิเล็กทริกสูงซึ่งสูงกว่าสิ่งที่คุณพบในเซรามิกคลาส 1ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่สูงขึ้นนี้หมายถึงตัวเก็บประจุ Class 2 สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้มากขึ้นในปริมาณที่น้อยลงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความจุสูงในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดเช่นตัวกรองแหล่งจ่ายไฟและระบบจัดเก็บพลังงาน
อย่างไรก็ตามการอนุญาตสูงของวัสดุ Class 2 ยังแนะนำความท้าทายบางอย่างความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าและริ้วรอยตัวอย่างเช่นความจุของพวกเขาไม่สอดคล้องกันในอุณหภูมิที่แตกต่างกันและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้Dielectrics Class 2 จะถูกแบ่งเพิ่มเติมขึ้นอยู่กับความเสถียรของพวกเขากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเซรามิกส์ 'เสถียรกลาง K' มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกระหว่าง 600 ถึง 4000 และรักษาความจุของพวกเขาด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงถึง± 15%ในทางกลับกันเซรามิก 'High K' มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกระหว่าง 4,000 ถึง 18,000 แต่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ จำกัด การใช้งานของพวกเขาในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิไม่ผันผวนมาก
รหัสตัวเก็บประจุคลาส 2
ในตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 2 จะใช้รหัสสามตัวอักษรเพื่ออธิบายว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไร
ตัวละครตัวแรกคือตัวอักษรที่แสดงอุณหภูมิต่ำสุดที่ตัวเก็บประจุสามารถทำงานได้
อักขระกลางคือตัวเลขที่บอกอุณหภูมิสูงสุดที่สามารถจัดการได้
ตัวอักษรตัวสุดท้ายตัวอักษรตัวอื่นระบุว่าค่าความจุเปลี่ยนไปในช่วงอุณหภูมิเท่าใดความหมายของรหัสเหล่านี้อธิบายไว้ในตารางที่มาพร้อมกับมัน
|
ตัวละครแรก |
ตัวละครที่สอง |
ตัวละครที่สาม |
|||
|
จดหมาย |
อุณหภูมิต่ำ |
ตัวเลขหลัก |
อุณหภูมิสูง |
จดหมาย |
เปลี่ยน |
|
x |
-55c (-67f) |
2 |
+45C (+113F) |
d |
+/- 3.3% |
|
y |
-30C (-22F) |
4 |
+65 (+149f) |
อี |
+/- 4.7% |
|
Z |
+10c (+50f) |
5 |
+85 (+185f) |
f |
+/- 7.5% |
|
- |
- |
6 |
+105 (+221f) |
P |
+/- 10% |
|
- |
- |
7 |
+125 (+257F) |
R |
+/- 15% |
|
- |
- |
- |
- |
S |
+/- 22% |
|
- |
- |
- |
- |
T |
-0.66666667 |
|
- |
- |
- |
- |
คุณ |
-0.39285714 |
|
- |
- |
- |
- |
V |
-0.26829268 |
ประเภทตัวเก็บประจุคลาส 2
ตัวเก็บประจุ X7R ทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้างตั้งแต่ -55 ° C ถึง +125 ° Cภายในช่วงนี้ความจุของพวกเขาจะเปลี่ยนไปประมาณ± 15%เท่านั้นแม้ว่าจะสามารถลดลงได้เมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากอายุมากขึ้นตัวเก็บประจุเหล่านี้มีประโยชน์ในแหล่งจ่ายไฟการแยกและวงจรบายพาสซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สอดคล้องกันแม้ว่าพวกเขาอาจจะไม่ดีที่สุดสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการความจุที่แน่นอน แต่พวกเขามีความน่าเชื่อถือสำหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน แต่ไม่สูง
ตัวเก็บประจุ X5R คล้ายกับตัวเก็บประจุ X7R แต่ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่แคบลงเล็กน้อยจาก -55 ° C ถึง +85 ° Cซึ่งหมายความว่าพวกเขาเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงอย่างไรก็ตามพวกเขายังคงใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเช่นอุปกรณ์มือถือและแล็ปท็อปซึ่งการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอยู่ในระดับปานกลางตัวเก็บประจุ X5R ทำให้ความจุของพวกเขามีความเสถียรภายใน± 15% ในช่วงอุณหภูมิของพวกเขาทำให้ดีสำหรับงานต่าง ๆ เช่นการทำให้ราบรื่นและการแยกตัวในการตั้งค่าในร่มทุกวัน
ตัวเก็บประจุ Y5V ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่ จำกัด ตั้งแต่ -30 ° C ถึง +85 ° C และความจุของพวกเขาอาจแตกต่างกันอย่างกว้างขวางตั้งแต่ +22% ถึง -82%เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่นี้จึงดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่ไม่จำเป็นต้องมีความจุที่แน่นอนตัวเก็บประจุเหล่านี้พบได้ในพื้นที่ที่มีความต้องการน้อยกว่าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์พวกเขามักจะใช้ในของเล่นและสินค้าอุปโภคบริโภคทั่วไปที่มีการควบคุมสภาพแวดล้อม
ตัวเก็บประจุ z5u ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่แคบ +10 ° C ถึง +85 ° C โดยมีการเปลี่ยนแปลงความจุตั้งแต่ +22% ถึง -56%พวกเขาจะใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคซึ่งค่าใช้จ่ายมีความสำคัญมากกว่าเสถียรภาพที่แม่นยำในขณะที่ตัวเก็บประจุ Z5U ไม่น่าเชื่อถือภายใต้ความเครียดด้านสิ่งแวดล้อม แต่ก็ทำงานได้ดีในเงื่อนไขที่มั่นคงและคาดการณ์ได้โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะใช้ในอุปกรณ์เสียงและวิดีโอหรืออุปกรณ์ผู้บริโภคต่ำสุด
รูปที่ 10: ตัวเก็บประจุ z5u
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 3
ตัวเก็บประจุเซรามิก Class 3 โดดเด่นสำหรับการอนุญาตที่สูงมากบางครั้งบางครั้งก็มีค่ามากกว่าเซรามิก Class 2 บางส่วน 50,000 เท่าสิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาบรรลุระดับความจุที่สูงมากทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานพิเศษที่ต้องการความจุที่สำคัญเช่นระบบส่งกำลังไฟฟ้าและการทดลองฟิสิกส์พลังงานสูง
ตัวเก็บประจุคลาส 3 มีข้อเสียพวกเขาไม่แม่นยำหรือเสถียรมากโดยมีลักษณะอุณหภูมิที่ไม่ใช่เชิงเส้นและการสูญเสียสูงซึ่งอาจแย่ลงเมื่อเวลาผ่านไปตัวเก็บประจุเหล่านี้ไม่สามารถใช้ในการผลิตหลายชั้นที่ไม่รวมอยู่ในรูปแบบเทคโนโลยี Mount Mount (SMT)เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยขึ้นอยู่กับ SMT มากขึ้นสำหรับการย่อขนาดและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นการใช้เซรามิกคลาส 3 ได้ลดลงแนวโน้มนี้ยังสะท้อนให้เห็นในความจริงที่ว่าหน่วยงานมาตรฐานที่สำคัญเช่น IEC และ EIA ไม่ได้สร้างมาตรฐานตัวเก็บประจุเหล่านี้อีกต่อไปโดยชี้ไปที่เทคโนโลยีที่เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพมากขึ้น
ประเภทตัวเก็บประจุคลาส 3
|
รหัส |
อุณหภูมิ
พิสัย |
ความจุ
เปลี่ยน |
แอปพลิเคชัน |
|
Z5P |
+10 ° C ถึง +85 ° C |
+22%, -56% |
ใช้ในวงจรอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแหล่งจ่ายไฟ |
|
Z5U |
+10 ° C ถึง +85 ° C |
+22%, -82% |
เหมาะสำหรับวงจรเวลาและตัวกรอง |
|
y5p |
-30 ° C ถึง +85 ° C |
+22%, -56% |
เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการบล็อก DC |
|
Y5U |
-30 ° C ถึง +85 ° C |
+22%, -82% |
ใช้ในแอปพลิเคชันการมีเพศสัมพันธ์และบายพาส |
|
Y5V |
-30 ° C ถึง +85 ° C |
+22%, -82% |
ใช้สำหรับการจัดเก็บพลังงานและการปรับให้เรียบ |
ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 4
ตัวเก็บประจุเซรามิก Class 4 ซึ่งครั้งหนึ่งเคยรู้จักกันในชื่อตัวเก็บประจุเลเยอร์ Barrier ใช้ไดอิเล็กทริก permittivity สูงคล้ายกับตัวเก็บประจุระดับ 3แม้ว่าวัสดุเหล่านี้จะมีความจุสูง แต่ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีตัวเก็บประจุได้นำไปสู่การเลิกจ้างอย่างค่อยเป็นค่อยไป
การย้ายออกไปจากคลาส 4 ไดอิเล็กตริกเป็นสัญญาณว่าส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ยังคงพัฒนาต่อไปเทคโนโลยีตัวเก็บประจุที่ใหม่กว่าตอนนี้ไม่เพียง แต่มุ่งเน้นไปที่การเหมาะสมภายในมิติทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง แต่ยังตอบสนองความต้องการการปฏิบัติงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยการเปลี่ยนแปลงนี้เน้นถึงนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ด้วยไดอิเล็กตริกใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการพัฒนาและความต้องการประสิทธิภาพของอุตสาหกรรม
ข้อดีของตัวเก็บประจุเซรามิก
•ตัวเก็บประจุเซรามิกมีราคาไม่แพงในการผลิตทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากตั้งแต่อุปกรณ์ทุกวันไปจนถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรม
•ตัวเก็บประจุเซรามิกทำงานได้ดีมากในสถานการณ์ความถี่สูงพวกเขามีการเหนี่ยวนำและการต่อต้านของกาฝากต่ำซึ่งทำให้พวกเขายอดเยี่ยมสำหรับวงจรความเร็วสูงและความเร็วสูง
•ตัวเก็บประจุเซรามิกมี ESR ต่ำเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรโดยลดการสูญเสียพลังงานสิ่งนี้มีประโยชน์ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและวงจรแหล่งจ่ายไฟ
•ตัวเก็บประจุเซรามิกนั้นไม่ได้เป็นโพลาไรซ์ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ในวงจร AC หรือทิศทางแรงดันไฟฟ้าที่อาจเปลี่ยนแปลงได้ซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์
•ตัวเก็บประจุเซรามิกมาในรูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลายรวมถึงรูปแบบอุปกรณ์ตะกั่วและพื้นผิว (SMD) เช่น MLCCs ทำให้ใช้งานง่ายในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน
•ตัวเก็บประจุเซรามิกมีความน่าเชื่อถือและทนทานทำงานได้ดีภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลายซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติกพวกมันทนต่อการรั่วไหลและทำให้แห้ง
ข้อเสียของตัวเก็บประจุเซรามิก
•ตัวเก็บประจุเซรามิกไม่ได้ให้ความจุสูงเช่นตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์สิ่งนี้ จำกัด การใช้งานในพื้นที่ที่ต้องการความจุขนาดใหญ่เช่นตัวกรองพลังงานหรือวงจรเสียง
•ความจุของตัวเก็บประจุเซรามิกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุ Y5V อาจมีรูปแบบขนาดใหญ่อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวงจรหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม
•ตัวเก็บประจุเซรามิกอาจประสบกับการเปลี่ยนแปลงความจุที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันหรือที่เรียกว่าผลกระทบ DC BIAS ที่สามารถลดประสิทธิภาพของพวกเขาภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ
•ตัวเก็บประจุเซรามิกสามารถเปราะได้ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCCs) มีแนวโน้มที่จะแตกเนื่องจากความเครียดทางกายภาพเช่นการงอของแผงวงจรหรือการจัดการคร่าวๆ
บทสรุป
การอภิปรายเกี่ยวกับตัวเก็บประจุเซรามิกเน้นบทบาทของพวกเขาในการลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณและทำให้วงจรมีเสถียรภาพในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องปรับปรุงวัสดุและวิธีการผลิตสำหรับตัวเก็บประจุเซรามิกเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยบทความนี้ไม่เพียง แต่อธิบายรายละเอียดทางเทคนิคและประเภทของตัวเก็บประจุเซรามิก แต่ยังเน้นความสำคัญของพวกเขาในการทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้นในโลกเทคโนโลยีที่รวดเร็วในปัจจุบัน
คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]
1. คุณระบุตัวเก็บประจุเซรามิกได้อย่างไร?
ในการระบุตัวเก็บประจุเซรามิกให้มองหาส่วนประกอบขนาดเล็กรูปแผ่นดิสก์หรือชั้นซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติกตัวเก็บประจุเซรามิกไม่มีเครื่องหมายขั้วพวกเขาอาจมีรหัสหรือตัวเลขที่แสดงความจุคะแนนแรงดันไฟฟ้าหรือความอดทนเครื่องหมายเหล่านี้มักจะอยู่ในรูปแบบมาตรฐานเช่น EIAคุณสามารถใช้ชุดมัลติมิเตอร์เพื่อวัดความจุเพื่อยืนยันว่าเป็นตัวเก็บประจุเซรามิกหรือไม่หากคุณไม่มีมัลติมิเตอร์คุณสามารถตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏและเปรียบเทียบรหัสด้วยแผนภูมิตัวเก็บประจุหรือแผ่นข้อมูลเพื่อตรวจสอบ
2. X7R ดีกว่า Y5V หรือไม่?
การตัดสินใจระหว่างตัวเก็บประจุ X7R และ Y5V ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการตัวเก็บประจุ X7R ดีกว่าถ้าคุณต้องการประสิทธิภาพที่มั่นคงในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-55 ° C ถึง +125 ° C) โดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความจุ (± 15%)ในทางกลับกันตัวเก็บประจุ Y5V มีการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่กว่ามากในความจุที่มีอุณหภูมิ ( +22/-82%) และทำงานในช่วงอุณหภูมิที่เล็กกว่า (-30 ° C ถึง +85 ° C)ดังนั้น X7R จึงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับสภาวะที่ยากขึ้นซึ่งความมั่นคงมีความสำคัญ
3. X8R ดีกว่า X7R หรือไม่?
X8R ไม่ใช่การกำหนดทั่วไปในการจำแนกประเภทตัวเก็บประจุมาตรฐานหากอ้างถึงตัวเก็บประจุที่ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่า X7R มันจะดีกว่าในการใช้งานที่คาดว่าจะมีอุณหภูมิสูงอย่างไรก็ตามเนื่องจาก X8R ไม่ได้เป็นมาตรฐาน X7R ยังคงเป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือและเป็นที่นิยมมากขึ้นเนื่องจากลักษณะที่รู้จักและมีเสถียรภาพ
4. ฉันสามารถเปลี่ยนตัวเก็บประจุเซรามิกด้วย UF ที่สูงขึ้นได้หรือไม่?
ใช่คุณสามารถแทนที่ตัวเก็บประจุเซรามิกด้วยหนึ่งในตัวเก็บประจุที่สูงกว่า (µF) ตราบใดที่การจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าและพารามิเตอร์การดำเนินงานอื่น ๆ ตรงกับข้อกำหนดของวงจรสิ่งนี้มักจะทำเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นหรือรองรับความพร้อมใช้งานของส่วนประกอบอย่างไรก็ตามตรวจสอบให้แน่ใจว่าขนาดทางกายภาพและลักษณะความถี่พอดีกับแอปพลิเคชันเนื่องจากสิ่งเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อวงจร
5. ฉันสามารถแทนที่ตัวเก็บประจุเซรามิกด้วยตัวเก็บประจุฟิล์มได้หรือไม่?
ใช่การแทนที่ตัวเก็บประจุเซรามิกด้วยตัวเก็บประจุฟิล์มเป็นไปได้ตัวเก็บประจุฟิล์มมีความอดทนที่ดีขึ้นการสูญเสียที่ลดลงและความเสถียรมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปและอุณหภูมิเมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุเซรามิกตรวจสอบให้แน่ใจว่าการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าและความจุเข้ากันได้ตัวเก็บประจุฟิล์มมักจะมีขนาดใหญ่กว่าดังนั้นให้พิจารณาพื้นที่ทางกายภาพในการออกแบบของคุณ
6. ฉันสามารถใช้ตัวเก็บประจุ 440V แทน 370V ได้หรือไม่?
ใช่การใช้ตัวเก็บประจุที่มีคะแนนแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า (440V) แทนค่าที่ต่ำกว่า (370V) โดยทั่วไปจะปลอดภัยการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายถึงตัวเก็บประจุสามารถจัดการความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้โดยไม่เสี่ยงต่อความล้มเหลวตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าความจุและข้อกำหนดอื่น ๆ ตรงตามข้อกำหนดของวงจร
7. ฉันสามารถเปลี่ยนตัวเก็บประจุ 250V ด้วย 450V ได้หรือไม่?
ใช่มันปลอดภัยที่จะเปลี่ยนตัวเก็บประจุ 250V ด้วยตัวเก็บประจุ 450Vการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นให้ความปลอดภัยมากขึ้นเนื่องจากตัวเก็บประจุสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้เช่นเดียวกับการเปลี่ยนอื่น ๆ ตรวจสอบว่าความจุขนาดกายภาพและข้อกำหนดอื่น ๆ ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชันของคุณเพื่อรักษาฟังก์ชันการทำงานและความปลอดภัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณ