47Nk конденсатор какая емкость. Емкость конденсатора 47nK: характеристики и особенности применения

Какая емкость у конденсатора с маркировкой 47nK. Как правильно расшифровать такое обозначение. На что влияет емкость конденсатора в электрической цепи. Какие особенности применения у конденсаторов малой емкости.

Расшифровка маркировки конденсатора 47nK

Маркировка «47nK» на конденсаторе обозначает его номинальную емкость. Давайте разберем, как правильно расшифровать это обозначение:

• 47 — первые две цифры обозначают значащие цифры емкости
• n — обозначает множитель нано (10^-9)
• K — обозначает допуск ±10%

Таким образом, емкость данного конденсатора составляет 47 нанофарад или 0,047 микрофарад с допуском ±10%.

Влияние емкости конденсатора на работу электрической цепи

Емкость конденсатора играет важную роль в работе электрических схем. Основные эффекты, которые оказывает емкость:

• Накопление и хранение электрического заряда
• Фильтрация высокочастотных помех
• Сглаживание пульсаций напряжения
• Создание временных задержек в RC-цепях
• Разделение постоянной и переменной составляющих сигнала

Чем больше емкость конденсатора, тем сильнее проявляются эти эффекты. Конденсатор емкостью 47 нФ относится к конденсаторам малой емкости и обычно применяется в высокочастотных цепях.

Особенности применения конденсаторов малой емкости

Конденсаторы емкостью порядка десятков нанофарад, как 47nK, имеют ряд особенностей применения:

1. Используются преимущественно в высокочастотных цепях
2. Обладают малым реактивным сопротивлением на высоких частотах
3. Эффективны для фильтрации ВЧ-помех
4. Применяются в цепях развязки и блокировки
5. Часто используются в генераторах и таймерах

При выборе конденсатора важно учитывать не только емкость, но и другие параметры — рабочее напряжение, температурный коэффициент емкости, тип диэлектрика и др.

Зависимость емкости керамических конденсаторов от напряжения

Керамические конденсаторы, к которым часто относятся конденсаторы с маркировкой типа 47nK, имеют интересную особенность — их фактическая емкость может значительно меняться в зависимости от приложенного напряжения. Этот эффект особенно выражен у конденсаторов с высокой диэлектрической проницаемостью, таких как X5R и X7R.

Основные факторы, влияющие на изменение емкости:

• Тип керамического диэлектрика (X5R, X7R, Y5V и др.)
• Номинальное напряжение конденсатора
• Размер корпуса конденсатора
• Величина приложенного напряжения

Например, конденсатор X7R номинальной емкостью 47 нФ может иметь фактическую емкость всего 15-20 нФ при приложении напряжения, близкого к номинальному. Это необходимо учитывать при проектировании схем.

Сравнение характеристик конденсаторов разных типов

Конденсаторы емкостью 47 нФ могут быть изготовлены с использованием различных технологий. Давайте сравним основные характеристики конденсаторов разных типов:

Тип конденсатора	Стабильность емкости	Рабочая частота	Размер	Стоимость
Керамический X7R	Средняя	Высокая	Малый	Низкая
Пленочный	Высокая	Средняя	Большой	Средняя
Танталовый	Высокая	Низкая	Средний	Высокая

Выбор типа конденсатора зависит от конкретных требований схемы. Керамические конденсаторы, как правило, являются оптимальным выбором для высокочастотных применений, где важны малые размеры и низкая стоимость.

Методы измерения емкости конденсаторов

Для точного определения емкости конденсатора используются различные методы измерения. Рассмотрим наиболее распространенные из них:

1. Метод вольтметра-амперметра:
   • Основан на измерении тока и напряжения в цепи переменного тока с известной частотой
   • Емкость рассчитывается по формуле: C = I / (2πfU)
   • Подходит для измерения емкостей от 100 пФ до 1 мкФ
2. Резонансный метод:
   • Использует явление резонанса в LC-контуре
   • Позволяет измерять малые емкости с высокой точностью
   • Требует специального оборудования
3. Метод разряда конденсатора:
   • Основан на измерении времени разряда конденсатора через известное сопротивление
   • Емкость определяется по формуле: C = -t / (R * ln(U/U0))
   • Подходит для измерения больших емкостей

Для конденсатора емкостью 47 нФ наиболее подходящим является метод вольтметра-амперметра или использование специализированного измерителя RLC.

Влияние температуры на емкость керамических конденсаторов

Емкость керамических конденсаторов может существенно меняться в зависимости от температуры. Степень этого изменения зависит от типа используемого керамического диэлектрика. Рассмотрим основные температурные характеристики:

• Конденсаторы типа X7R (к которым часто относятся конденсаторы 47nK):
  • Изменение емкости в пределах ±15% в диапазоне температур от -55°C до +125°C
  • Подходят для большинства приложений, где не требуется высокая стабильность
• Конденсаторы типа X5R:
  • Изменение емкости в пределах ±15% в диапазоне температур от -55°C до +85°C
  • Менее стабильны при высоких температурах по сравнению с X7R
• Конденсаторы типа C0G (NP0):
  • Изменение емкости не более ±30 ppm/°C
  • Наиболее стабильны, но имеют меньшую удельную емкость

При проектировании схем, работающих в широком диапазоне температур, необходимо учитывать эти характеристики и выбирать конденсаторы с подходящим температурным коэффициентом емкости.

Конденсатор К73-17 0,047мкФ±10% 250В — Ай-Пи-Электроникс, ООО

Поиск:

  по оборудованию  по компаниям

Оценки и отзывы

Наименование Конденсатор К73-17 0,047мкФ±10% 250В Функциональная группа Конденсатор металлопленочный Функциональный тип полиэтилентерефталатный Минимальная наработка часов 15000 Минимальный срок сохраняемости, лет 12 Дата выпуска 01.03.1993 Торговая марка No trademark Страна происхождения Россия ТУ АДПК.673633.020 ТУ Вид приемки «1» Герметичность герметизированный Метод монтажа tht Фактическая маркировка 47nK W Конструктивные особенности окукленный Состояние упаковки самоупаковка Кратность отгрузки 1 Цвет изделия голубой Габаритные размеры L*W*H mm 11х6х30 Высота корпуса 10 mm Длина выводов 21 mm Масса изделия gr 1 Английская транскрипция K73-17 0.047µF±10% 250V Интервал рабочих температур, °C от -60 до +125 Относительная влажность, % до 98% Атмосферное давление 5-800 мм рт.ст. Номинальное напряжение 250 V Номинальная емкость 0,047 µF Допустимое отклонение емкости ±10 % Тангенс угла потерь ≤0,008 Конденсатор К73-17 0,047мкФ±10% 250В полиэтилентерефталатный, металлизированный, защищенный, изолированный.

Постоянной емкости. Предназначен для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока. Характеризуются высоким сопротивлением изоляции и относительно высокой температурной стабильностью параметров. Номинальное напряжение 250В, номинальная емкость 0,047мкФ.

Предложения похожие на Конденсатор К73-17 0,047мкФ±10% 250В

Пускатель ПМЛ-2230-25А-220АС-(1з)-РТЛ1022-2(17,0-25,0А)-УХЛ3-В

Магнитный пускатель ПМЛ – коммутационный аппарат для удаленного управления электромагнитными устройствами. Пускатель ПМЛ серии работает в цепях с напряжением 660В и частотой 50 и 60Гц. Применение: для пуска и остановки электродвигателей; в комплектац…

Пускатель ПМЛ-2221-25А-42АС-(1р)-РТЛ1022-2(17,0-25,0А)-УХЛ3-В

Магнитный пускатель ПМЛ – коммутационный аппарат для удаленного управления электромагнитными устройствами. Пускатель ПМЛ серии работает в цепях с напряжением 660В и частотой 50 и 60Гц. Применение: для пуска и остановки электродвигателей; в комплектац. ..

Пускатель ПМЛ-2221-25А-380АС-(1р)-РТЛ1022-2(17,0-25,0А)-УХЛ3-В

Магнитный пускатель ПМЛ – коммутационный аппарат для удаленного управления электромагнитными устройствами. Пускатель ПМЛ серии работает в цепях с напряжением 660В и частотой 50 и 60Гц. Применение: для пуска и остановки электродвигателей; в комплектац…

Пускатель ПМЛ-2221-25А-36АС-(1р)-РТЛ1022-2(17,0-25,0А)-УХЛ3-В

Магнитный пускатель ПМЛ – коммутационный аппарат для удаленного управления электромагнитными устройствами. Пускатель ПМЛ серии работает в цепях с напряжением 660В и частотой 50 и 60Гц. Применение: для пуска и остановки электродвигателей; в комплектац…

Пускатель ПМЛ-2221-25А-24АС-(1р)-РТЛ1022-2(17,0-25,0А)-УХЛ3-В

Магнитный пускатель ПМЛ – коммутационный аппарат для удаленного управления электромагнитными устройствами. Пускатель ПМЛ серии работает в цепях с напряжением 660В и частотой 50 и 60Гц. Применение: для пуска и остановки электродвигателей; в комплектац…

Поделитесь страницей «Конденсатор К73-17 0,047мкФ±10% 250В» в Социальных сетях

Таблица преобразования конденсаторов

| ES Components

Это удобная таблица, которая упрощает преобразование значений емкости между пикофарадами, нанофарадами и микрофарадами.

Это также объясняет трехзначную систему кодирования Vishay для номеров деталей конденсаторов MLCC.

Мы надеемся, что вы найдете это полезным.

Примечания:
1. Пример из верхней строки таблицы: 1,0 пФ (пико-Фарад) = 0,0010 нФ (нано-Фарад) = 0,0000010 мкФ микро-Фарад
в пикофарадах (пФ). Первые две цифры значащие, третья — множитель (количество нулей после первых двух цифр). Кроме того, «R» указывает на десятичную точку.

Examples:
1R0 = 1.0pF
4R7 = 4.7 pF
102 = 1000 pF
220 = 22pF
221 = 220pF
104 = 100000pF

пФ0 пФ00 пФ

picofarads	нанофарад	микрофарад	Трехзначная система кодирования Vishay для значения емкости
1,0 пФ	0,0010 нФ	0,0000010 мкФ	1R0
1,1 пФ	0,0011 нФ	0,0000011 мкФ	1R1
1,2 пФ	0,0012 нФ	0,0000012 мкФ	1R2
1,3 пФ	0,0013 нФ	0,0000013 мкФ	1R3
1,5 пФ	0,0015 нФ	0,0000015 мкФ	1R5
1,6 пФ	0,0016 нФ	0,0000016 мкФ	1R6
1,8 пФ	0,0018 нФ	0,0000018 мкФ	1R8
2,0 пФ	0,0020 нФ	0,0000020 мкФ	2R0
2,2 пФ	0,0022 нФ	0,0000022 мкФ	2R2
2,4 пФ	0,0024 нФ	0,0000024 мкФ	2R4
2,7 пФ	0,0027 нФ	0,0000027 мкФ	2R7
3,0 пФ	0,0030 нФ	0,0000030 мкФ	3R0
3,3 пФ	0,0033 нФ	0,0000033 мкФ	3R3
3,6 пФ	0,0036 нФ	0,0000036 мкФ	3R6
3,9 пФ	0,0039 нФ	0,0000039 мкФ	3R9
4,3 пФ	0,0043 нФ	0,0000043 мкФ	4R3
4,7 пФ	0,0047 нФ	0,0000047 мкФ	4R7
5,1 пФ	0,0051 нФ	0,0000051 мкФ	5R1
5,6 пФ	0,0056 нФ	0,0000056 мкФ	5R6
6,2 пФ	0,0062 нФ	0,0000062 мкФ	6R2
6,8 пФ	0,0068 нФ	0,0000068 мкФ	6R8
7,5 пФ	0,0075 нФ	0,0000075 мкФ	7R5
8,2 пФ	0,0082 нФ	0,0000082 мкФ	8R2
9,1 пФ	0,0091 нФ	0,0000091 мкФ	9R1
10 пФ	0,010 нФ	0,000010 мкФ	100
11 пФ	0,011 нФ	0,000011 мкФ	110
12 пФ	0,012 нФ	0,000012 мкФ	120
13 пФ	0,013 нФ	0,000013 мкФ	130
15 пФ	0,015 нФ	0,000015 мкФ	150
16 пФ	0,016 нФ	0,000016 мкФ	160
18 пФ	0,018 нФ	0,000018 мкФ	180
20 пФ	0,020 нФ	0,000020 мкФ	200
22 пФ	0,022 нФ	0,000022 мкФ	220
24 пФ	0,024 нФ	0,000024 мкФ	240
27 пФ	0,027 нФ	0,000027 мкФ	270
30 пФ	0,030 нФ	0,000030 мкФ	300
33 пФ	0,033 нФ	0,000033 мкФ	330
36 пФ	0,036 нФ	0,000036 мкФ	360
39 пФ	0,039 нФ	0,000039 мкФ	390
43 пФ	0,043 нФ	0,000043 мкФ	430
47 пФ	0,047 нФ	0,000047 мкФ	470
51 пФ	0,051 нФ	0,000051 мкФ	510
56 пФ	0,056 нФ	0,000056 мкФ	560
62 пФ	0,062 нФ	0,000062 мкФ	620
68 пФ	0,068 нФ	0,000068 мкФ	680
75 пФ	0,075 нФ	0,000075 мкФ	750
82 пФ	0,082 нФ	0,000082 мкФ	820
91 пФ	0,091 нФ	0,000091 мкФ	910
100 пФ	0,10 нФ	0,00010 мкФ	101
110 пФ	0,11 нФ	0,00011 мкФ	111
120 пФ	0,12 нФ	0,00012 мкФ	121
130 пФ	0,13 нФ	0,00013 мкФ	131
150 пФ	0,15 нФ	0,00015 мкФ	151
160 пФ	0,16 нФ	0,00016 мкФ	161
180 пФ	0,18 нФ	0,00018 мкФ	181
200 пФ	0,20 нФ	0,00020 мкФ	201
220 пФ	0,22 нФ	0,00022 мкФ	221
240 пФ	0,24 нФ	0,00024 мкФ	241
270 пФ	0,27 нФ	0,00027 мкФ	271
300 пФ	0,30 нФ	0,00030 мкФ	301
330 пФ	0,33 нФ	0,00033 мкФ	331
360 пФ	0,36 нФ	0,00036 мкФ	361
390 пФ	0,39 нФ	0,00039 мкФ	391
430 пФ	0,43 нФ	0,00043 мкФ	431
470 пФ	0,47 нФ	0,00047 мкФ	471
510 пФ	0,51 нФ	0,00051 мкФ	511
560 пФ	0,56 нФ	0,00056 мкФ	561
620 пФ	0,62 нФ	0,00062 мкФ	621
680 пФ	0,68 нФ	0,00068 мкФ	681
750 пФ	0,75 нФ	0,00075 мкФ	751
820 пФ	0,82 нФ	0,00082 мкФ	821
910 пФ	0,91 нФ	0,00091 мкФ	911
1000 пФ	1,0 нФ	0,0010 мкФ	102
1100 пФ	1,1 нФ	0,0011 мкФ	112
1200 пФ	1,2 нФ	0,0012 мкФ	122
1300 пФ	1,3 нФ	0,0013 мкФ	132
1500 пФ	1,5 нФ	0,0015 мкФ	152
1600 пФ	1,6 нФ	0,0016 мкФ	162
1800 пФ	1,8 нФ	0,0018 мкФ	182
2000 пФ	2,0 нФ	0,0020 мкФ	202
2200 пФ	2,2 нФ	0,0022 мкФ	222
2400 пФ	2,4 нФ	0,0024 мкФ	242
2700 пФ	2,7 нФ	0,0027 мкФ	272
3000 пФ	3,0 нФ	0,0030 мкФ	302
3300 пФ	3,3 нФ	0,0033 мкФ	332
3600 пФ	3,6 нФ	0,0036 мкФ	362
3900 пФ	3,9 нФ	0,0039 мкФ	392
4300 пФ	4,3 нФ	0,0043 мкФ	432
4700 пФ	4,7 нФ	0,0047 мкФ	472
5100 пФ	5,1 нФ	0,0051 мкФ	512
5600 пФ	5,6 нФ	0,0056 мкФ	562
6200 пФ	6,2 нФ	0,0062 мкФ	622
6800 пФ	6,8 нФ	0,0068 мкФ	682
7500 пФ	7,5 нФ	0,0075 мкФ	752
8200 пФ	8,2 нФ	0,0082 мкФ	822
9100 пФ	9,1 нФ	0,0091 мкФ	912
10000 пФ	10 нФ	0,010 мкФ	103
11000 пФ	11 нФ	0,011 мкФ	113
12000 пФ	12 нФ	0,012 мкФ	123
13000 пФ	13 нФ	0,013 мкФ	133
15000 пФ	15 нФ	0,015 мкФ	153
16000 пФ	16 нФ	0,016 мкФ	163
18000 пФ	18 нФ	0,018 мкФ	183
20000 пФ	20 нФ	0,020 мкФ	203
22000 пФ	22 нФ	0,022 мкФ	223
24000 пФ	24 нФ	0,024 мкФ	243
27000 пФ	27 нФ	0,027 мкФ	273
30000 пФ	30 нФ	0,030 мкФ	303
33000 пФ	33 нФ	0,033 мкФ	333
36000 пФ	36 нФ	0,036 мкФ	363
39000 пФ	39 нФ	0,039 мкФ	393
43000 пФ	43 нФ	0,043 мкФ	433
47000 пФ	47 нФ	0,047 мкФ	473
51000 пФ	51 нФ	0,051 мкФ	513
56000 пФ	56 нФ	0,056 мкФ	563
62000 пФ	62 нФ	0,062 мкФ	623
68000 пФ	68 нФ	0,068 мкФ	683
75000 пФ	75 нФ	0,075 мкФ	753
82000 пФ	82 нФ	0,082 мкФ	823
	91 нФ	0,091 мкФ	913
100000 пФ	100 нФ	0,10 мкФ	104
110000 пФ	110 нФ	0,11 мкФ	114
120000 пФ	120 нФ	0,12 мкФ	124
130000 пФ	130 нФ	0,13 мкФ	134
150000 пФ	150 нФ	0,15 мкФ	154
160000 пФ	160 нФ	0,16 мкФ	164
180000 пФ	180 нФ	0,18 мкФ	184
200000 пФ	200 нФ	0,20 мкФ	204
220000 пФ	220 нФ	0,22 мкФ	224
240000 пФ	240 нФ	0,24 мкФ	244
270000 пФ	270 нФ	0,27 мкФ	274
300000 пФ	300 нФ	0,30 мкФ	304
330000 пФ	330 нФ	0,33 мкФ	334
360000 пФ	360 нФ	0,36 мкФ	364
3 пФ	390 нФ	0,39 мкФ	394
430000 пФ	430 нФ	0,43 мкФ	434
470000 пФ	470 нФ	0,47 мкФ	474
510000 пФ	510 нФ	0,51 мкФ	514
560000 пФ	560 нФ	0,56 мкФ	564
620000 пФ	620 нФ	0,62 мкФ	624
680000 пФ	680 нФ	0,68 мкФ	684
750000 пФ	750 нФ	0,75 мкФ	754
820000 пФ	820 нФ	0,82 мкФ	824
	910 нФ	0,91 мкФ	914
1000000 пФ	1000 нФ	1,0 мкФ	105
1100000 пФ	1100 нФ	1,1 мкФ	115
1200000 пФ	1200 нФ	1,2 мкФ	125
1300000 пФ	1300 нФ	1,3 мкФ	135
1500000 пФ	1500 нФ	1,5 мкФ	155
1600000 пФ	1600 нФ	1,6 мкФ	165
1800000 пФ	1800 нФ	1,8 мкФ	185
2000000 пФ	2000 нФ	2,0 мкФ	205
2200000 пФ	2200 нФ	2,2 мкФ	225
2400000 пФ	2400 нФ	2,4 мкФ	245
2700000 пФ	2700 нФ	2,7 мкФ	275
3000000 пФ	3000 нФ	3,0 мкФ	305
3300000 пФ	3300 нФ	3,3 мкФ	335
3600000 пФ	3600 нФ	3,6 мкФ	365
3 0 пФ	3900 нФ	3,9 мкФ	395
4300000 пФ	4300 нФ	4,3 мкФ	435
4700000 пФ	4700 нФ	4,7 мкФ	475
5100000 пФ	5100 нФ	5,1 мкФ	515
5600000 пФ	5600 нФ	5,6 мкФ	565
6200000 пФ	6200 нФ	6,2 мкФ	625
6800000 пФ	6800 нФ	6,8 мкФ	685
7500000 пФ	7500 нФ	7,5 мкФ	755
8200000 пФ	8200 нФ	8,2 мкФ	825
	9100 нФ	9,1 мкФ	915

Изменение температуры и напряжения керамических конденсаторов, или Почему ваш конденсатор на 4,7 мкФ становится конденсатором на 0,33 мкФ

Скачать PDF

Abstract

Реальность современных керамических конденсаторов малого форм-фактора является хорошим напоминанием о том, что всегда нужно читать техпаспорт. В этом руководстве объясняется, почему обозначения типов керамических конденсаторов, такие как X7R и Y5V, ничего не говорят о коэффициентах напряжения. Инженеры должны проверять данные, чтобы знать, действительно знать, как конкретный конденсатор будет работать под напряжением.

Аналогичная версия этой статьи появилась на EDN , 26 ноября 2012 г.

Введение: я был удивлен

Несколько лет назад, после более чем 25 лет работы с этими вещами, я узнал кое-что новое о керамических конденсаторах. Я работал над драйвером светодиодной лампочки, и постоянная времени RC-цепи в моем проекте просто не подходила.

Я сразу предположил, что на плате установлены неправильные номиналы компонентов, поэтому я измерил два резистора, составляющих делитель напряжения. Они были в порядке. Я выпаял конденсатор из платы и измерил его. Тоже было нормально. На всякий случай я купил новые резисторы и конденсатор, измерил и установил их. Я запустил схему, проверил правильность основных операций и пошел посмотреть, решена ли моя проблема с постоянной времени RC. Не было.

Я тестировал схему в ее естественной среде: в ее корпусе, который сам был в корпусе, имитирующем «банку» для потолочного освещения. Температуры компонентов в некоторых случаях превышали +100°C. Даже за то короткое время, которое мне понадобилось, чтобы перепроверить поведение RC, все могло стать довольно жарко. Мой следующий вывод, конечно же, заключался в том, что проблема заключалась в изменении температуры конденсатора.

Я скептически отнесся к этому заключению, так как использовал конденсаторы X7R, которые, как я знал много лет, изменялись только на ±15% до +125°C. Чтобы быть уверенным и подтвердить свою память, я просмотрел техпаспорт конденсатора, который использовал. Вот тогда и началось мое перевоспитание керамических конденсаторов.

Общие сведения о некоторых основных типах керамических конденсаторов

Для тех, кто не помнит этот материал (как практически все), в Таблице 1 показаны буквы и цифры, используемые для обозначения типов керамических конденсаторов, и их значение. В этой таблице описывается керамика класса II и класса III. Не вдаваясь в подробности, отметим, что конденсаторы класса I включают обычный тип COG (NPO). Они не так объемно эффективны, как представленные в нашей таблице, но они гораздо более стабильны в условиях окружающей среды и не проявляют пьезоэффекта. Однако те, что указаны в таблице ниже, могут иметь самые разные характеристики; они будут расширяться и сжиматься при подаче напряжения, иногда вызывая слышимое гудение или звон, пьезоэффекты.

Таблица 1. Типы керамических конденсаторов

1-й символ: Низкотемпературный		2-й символ: высокая температура		3-й символ: изменение температуры (макс.)
Символ	Температура (°C)	Номер	Температура (°C)	Символ	Изменение (%)
З	+10	2	+45	А	±1,0
Д	−30	4	+65	Б	±1,5
Х	−55	5	+85	С	±2,2
–	–	6	+105	Д	±3,3
–	–	7	+125	Е	±4,7
–	–	8	+150	Ф	±7,5
–	–	9	+200	Р	±10
–	–	–	–	Р	±15
–	–	–	–	С	±22
–	–	–	–	Т	+22, −33
–	–	–	–	У	+22, −56
–	–	–	–	В	+22, −82

Из многих типов конденсаторов, описанных выше, наиболее распространенными, по моему опыту, являются X5R, X7R и Y5V. Я никогда не использую Y5V из-за чрезвычайно большого изменения емкости в зависимости от условий окружающей среды.

Когда производители конденсаторов разрабатывают продукты, они выбирают материалы с характеристиками, которые позволят конденсаторам работать в пределах указанного отклонения (3-й знак) в указанном диапазоне температур (1-й и 2-й знак). Конденсаторы X7R, которые я использовал, не должны отличаться более чем на ±15% в диапазоне температур от -55°C до +125°C. Итак, либо у меня была плохая партия конденсаторов, либо что-то еще происходило в моей схеме.

Не все X7R одинаковы

Поскольку моя проблема постоянной времени RC была намного больше, чем можно было бы объяснить заданным изменением температуры, мне пришлось копать глубже. Глядя на данные об изменении емкости в зависимости от приложенного напряжения для моего конденсатора, я был удивлен, увидев, насколько емкость изменилась в зависимости от условий, которые я установил. Я выбрал конденсатор на 16 В для работы со смещением 12 В. В техпаспорте указано, что мой конденсатор на 4,7 мкФ обычно обеспечивает емкость 1,5 мкФ в этих условиях! Сейчас этот объясняет проблему, с которой столкнулась моя RC-схема.

Затем в техпаспорте было показано, что если бы я просто увеличил размер своего конденсатора с 0805 до 1206, типичная емкость в этих условиях составила бы 3,4 мкФ. Это потребовало дополнительного расследования.

Я обнаружил, что на веб-сайтах Murata и TDK ^® есть отличные инструменты, которые позволяют отображать изменения конденсаторов в различных условиях окружающей среды. Я исследовал конденсаторы 4,7 мкФ различных размеров и номиналов напряжения. На рис. 1 представлены данные, полученные с помощью инструмента Murata для нескольких различных керамических конденсаторов емкостью 4,7 мкФ. Я рассмотрел оба типа X5R и X7R в размерах корпуса от 0603 до 1812 и с номинальным напряжением от 6,3 В _DC до 25V _DC .

Рис. 1. Изменение емкости в зависимости от напряжения постоянного тока для некоторых конденсаторов емкостью 4,7 мкФ.

Обратите внимание, во-первых, что по мере увеличения размера корпуса изменение емкости при приложенном постоянном напряжении существенно уменьшается.

Второй интересный момент заключается в том, что в пределах размера корпуса и типа керамики номинальное напряжение конденсаторов часто не имеет значения. Я ожидал, что использование конденсатора с номиналом 25 В при напряжении 12 В будет иметь меньше вариаций, чем конденсатор с номиналом 16 В при том же смещении. Глядя на трассировки для X5R в корпусе 1206, мы видим, что часть с номинальным напряжением 6,3 В действительно работает лучше, чем ее собратья с более высоким номинальным напряжением. Если бы мы рассмотрели более широкий диапазон конденсаторов, мы бы обнаружили, что такое поведение является обычным явлением. Набор конденсаторов, который я рассматривал, не проявляет такого поведения в такой степени, как керамические конденсаторы в целом.

Третье наблюдение заключается в том, что для одного и того же корпуса X7R всегда имеют лучшую чувствительность к напряжению, чем X5R. Я не знаю, справедливо ли это для всех, но в моем исследовании это действительно так.

Используя данные этого графика, в таблице 2 показано, насколько уменьшились емкости X7R при смещении 12 В.

Таблица 2. Конденсаторы X7R со смещением 12 В

Размер	С	% от ном.
0805	1,53	32,6
1206	3,43	73,0
1210	4,16	88,5
1812	4,18	88,9
Номинальный	4,7	100

Мы видим устойчивое улучшение по мере перехода к конденсаторам большего размера, пока не достигнем размера 1210. Выход за пределы этого размера не дает никаких улучшений.

В моем случае я выбрал наименьший доступный корпус для 4,7 мкФ X7R, потому что размер был проблемой для моего проекта. По своему невежеству я предполагал, что любой X7R столь же эффективен, как и любой другой X7R — очевидно, это не так. Чтобы получить надлежащую производительность для моего приложения, мне пришлось использовать пакет большего размера.

Правильный выбор конденсатора

Очень не хотелось переходить на 1210 пакет. К счастью, у меня была возможность увеличить номиналы задействованных резисторов примерно в 5 раз и, таким образом, уменьшить емкость до 1,0 мкФ. На рис. 2 показано поведение напряжения нескольких конденсаторов X7R на 16 В, 1,0 мкФ в сравнении с их аналогами на 4,7 мкФ, 16 В, X7R.

Рис. 2. Производительность конденсаторов 1,0 мкФ против 4,7 мкФ.

Конденсатор 0603 1,0 мкФ ведет себя примерно так же, как устройство 0805 4,7 мкФ. Конденсаторы 0805 и 1206 емкостью 1,0 мкФ работают немного лучше, чем конденсатор 1210 емкостью 4,7 мкФ. Таким образом, используя устройство 0805 1,0 мкФ, я смог сохранить размер конденсатора неизменным, в то же время получив конденсатор, который упал только до 85% от номинального, а не до 30% от номинального при смещении.

Но предстояло узнать больше. Я все еще был в замешательстве. У меня сложилось впечатление, что все конденсаторы X7R должны иметь одинаковые коэффициенты напряжения, так как используется один и тот же диэлектрик, а именно X7R. Я связался с коллегой и экспертом по керамическим конденсаторам.¹ Он объяснил, что есть много материалов, которые можно отнести к категории «X7R». Фактически, любой материал, который позволяет устройству соответствовать или превосходить температурные характеристики X7R, ±15% в диапазоне температур от -55°C до +125°C, может называться X7R. Он также пояснил, что для X7R или любых других типов не существует спецификации коэффициента напряжения.

Это очень важный момент, поэтому я повторю его. Поставщик может назвать конденсатор X7R (или X5R, или любой другой тип), если он соответствует спецификациям температурного коэффициента, независимо от того, насколько плох коэффициент напряжения.

Как разработчику приложений, этот факт просто подкрепляет старую максиму (каламбур), которую знает любой опытный разработчик приложений: «Читайте техническое описание!»

По мере того, как поставщики конденсаторов изготавливали компоненты все меньше и меньше, им приходилось идти на компромисс в отношении используемых материалов. Чтобы получить необходимую объемную эффективность при меньших размерах, им пришлось принять худшие коэффициенты напряжения. Конечно, более авторитетные производители делают все возможное, чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия этого компромисса. Следовательно, при использовании керамических конденсаторов в небольших корпусах или вообще каких-либо компонентов крайне важно читать техпаспорт. К сожалению, часто общедоступные таблицы данных сокращены и содержат очень мало такой информации, поэтому вам, возможно, придется запросить более подробную информацию у производителя.

А как насчет тех Y5V, которые я сразу отверг? Ради интереса рассмотрим обычный конденсатор Y5V. Я не буду называть производителя этой детали, так как она ничем не хуже Y5V любого другого производителя. Я выбрал конденсатор емкостью 4,7 мкФ с номиналом 6,3 В в корпусе 0603 и посмотрел характеристики на 5 В и +85°C. При 5 В типичная емкость на 92,9% ниже номинальной или 0,33 мкФ. Это верно. Смещение этого конденсатора с номинальным напряжением 6,3 В на 5 вольт приведет к тому, что емкость будет в 14 раз меньше номинальной. При +85°C при смещении 0 В емкость уменьшается на 68,14%, с 4,7 мкФ до 1,5 мкФ. Теперь вы можете ожидать, что это уменьшит емкость при смещении 5 В с 0,33 мкФ до 0,11 мкФ. К счастью, эти два эффекта не сочетаются таким образом. В данном случае изменение емкости при смещении 5В при комнатной температуре хуже, чем при +85°С. Чтобы было ясно, с этой частью при смещении 0 В мы видим падение емкости с 4,7 мкФ при комнатной температуре до 1,5 мкФ при +85 ° C, а при смещении 5 В емкость увеличивается с температурой с 0,33 мкФ при комнатной температуре до 0,39.мкФ при +85°C. Это должно убедить вас в том, что вам действительно нужно тщательно проверять спецификации компонентов.

Заключение

В результате этого урока я больше не просто указываю конденсатор X7R или X5R коллегам или клиентам. Вместо этого я указываю конкретные детали от конкретных поставщиков, чьи данные я проверил. Я также предупреждаю клиентов, чтобы они проверяли данные при рассмотрении альтернативных поставщиков в производстве, чтобы убедиться, что они не столкнутся с этими проблемами.

Главный урок здесь, как вы могли догадаться, заключается в том, чтобы «читать техпаспорт» каждый раз, без исключений. Запрашивайте подробные данные, если техпаспорт не содержит достаточной информации. Помните также, что обозначения типов керамических конденсаторов, такие как X7R, X5R и Y5V, ничего не говорят о коэффициентах напряжения. Инженеры должны проверять данные, чтобы знать, действительно знать, как конкретный конденсатор будет работать под напряжением.

Наконец, имейте в виду, что по мере того, как мы продолжаем безумно стремиться к все меньшим и меньшим размерам, это становится все более серьезной проблемой с каждым днем.