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:
- Используются преимущественно в высокочастотных цепях
- Обладают малым реактивным сопротивлением на высоких частотах
- Эффективны для фильтрации ВЧ-помех
- Применяются в цепях развязки и блокировки
- 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 |
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:
- 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
- Резонансный метод:
- Использует явление резонанса в LC-контуре
- Позволяет измерять малые емкости с высокой точностью
- Требует специального оборудования
- 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.
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
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 | |
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 |
пФ | 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 |
3пФ | 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 |
0 пФ | 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 |
30 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 |
00 пФ | 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.
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.
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.