Зависимость емкости конденсатора от температуры: Зависимость емкости от температуры

Содержание

GIGABYTE — Technology Guide — Ultra Durable Series Evolution


 
 

Эволюция технологии GIGABYTE Ultra Durable

 
 

Новые ориентиры для отраслевых стандартов качества
В 2005 г. компания GIGABYTE установила новые отраслевые стандарты, освоив серийный выпуск системных плат на базе высококачественных компонентов, одобренных к применению в рамках инициативы ROHS.

В 2006 г. GIGABYTE анонсировала технологию Ultra Durable, согласно которой типовые электролитические конденсаторы на платах были заменены на их твердотельные аналоги, а в мае 2007 г. представила технологию Ultra Durable 2, которая базируется на нескольких ключевых компонентах. В первую очередь это качественные твердотельные конденсаторы,
полевые КМОП-транзисторы с пониженным сопротивлением канала (Low
Rds) и дроссели с ферритовым сердечником (минимизирует потери
энергии). В сентябре 2008 г. компания GIGABYTE представила линейку
прогрессивных продуктов, оснащенных инновационной технологией
Ultra Durable 3, установив тем самым новую планку качества
для системных плат. Изделия GIGABYTE с технологией Ultra
Durable 3 – первые в мире системные платы для
настольных ПК, у которых толщина слоев питания и
заземления печатных плат составляет 70 мкм
(типовое значение 35 мкм).

 
     
   
     
   

     

Повышенная надежность и
продолжительный срок службы

 

Преимущества японских твердотельных конденсаторов (ресурс работы 50 тыс. час)

 
 

Системные платы GIGABYTE Ultra Durable 3 комплектуются твердотельными конденсаторами ведущих японских производителей. Обладая ресурсом работы около 50.000 часов, конденсаторы этого класса обеспечивают качественное энергопитание современных процессоров и других компонентов под нагрузкой, что, безусловно, повышает стабильность, надежность и долговечность системы в целом.

 
     
 
1 год = 24 час. x 365 дней = 8,760 час.
5 лет = 8,760 час. x 5 = 43,800 час.
  * 50,000 часов работы при температуре 85°C.
 
    Вверх
 
 
 
     

 
  Laminated
Aluminum Case
   
   
    Element
   
    PEDT
   
     
  Terminal   Terminal
Rubber
 
   
  Что такое твердотельный конденсатор?  
 

И твердотельные, и электролитические конденсаторы накапливают заряд и разряжаются по мере необходимости. Различаются они тем, что твердотельный конденсатор содержит твердый органический полимер, а типовой электролитический – жидкий электролит.

 
 
 
Твердотельный конденсатор  
 

Твердотельный конденсатор наполнен полимерным элементом, который существенно улучшает надежность и стабильность работы системы.

 
 
   
Алюминиевый электролитический конденсатор    
  Типовой электролитический конденсатор выполнен на базе обычного электролита.
       
     
  Твердотельный конденсатор
Электролитический конденсатор
 
    Вверх
 
 
     
  В чем преимущества твердотельного конденсатора?  
  Применение твердого полимера дает следующие преимущества:  
 
 
  • Низкое эквивалентное последовательное сопротивление
    (ESR) на высоких частотах
 
  • Высокое значение тока пульсаций
 
  • Продолжительный срок службы
 
  • Стабильная работа при высоких температурах
 
 
Low ESR при высоких частотах снижает нагрев
 

Низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) на высоких частотах по сравнению с типовыми электролитическими конденсаторами означает меньшие затраты энергии и меньший нагрев.

 
 
    Вверх
 
 
 
Высокий уровень тока пульсаций – стабильная работа платформы в целом
 

Характеристики твердотельных конденсаторов, в частности значительная величина тока пульсаций, играют ключевую роль в стабильном энергообеспечении системной платы.

Превосходство характеристик твердотельных конденсаторов над обычными электролитическими способствует повышению стабильности материнской платы.
 
 
     
 
 
 
Меньшая температурная зависимость – повышенная надежность системы
 

В отличие от электролитических конденсаторов, емкость твердотельных конденсаторов остается неизменной даже при резкой смене температурных режимов. На приведенной диаграмме показано, что даже в условиях экстремальных температур величина емкости твердотельных конденсаторов остается близкой к номинальному значению.

 
 
    Вверх
 
 
 
Длительный жизненный цикл – дольше срок службы системной платы
 

С точки зрения ресурса работы, твердотельные конденсаторы способны функционировать значительно дольше их электролитических аналогов. При одинаковой рабочей температуре в 85°C твердотельный конденсатор прослужит в 6 раз дольше электролитического (см. графики зависимости двух ключевых параметров от температуры). Таким образом, твердотельный конденсатор прослужит около 5 лет, а электролитический – примерно год.

   
 

Температура°C

Электролитический конденсатор (срок службы, час)

Твердотельный конденсатор (срок службы, час)

95°C

4,000 Hr.

85°C

8,000 Hr.

75°C

16,000 Hr.

65°C

32,000 Hr.

   
 
Проблемы с конденсаторами в прошлом – высокая стабильность в режиме Overclocking

Вздувающиеся и протекающие конденсаторы на протяжении нескольких лет создавали проблемы для пользователей. Это создавало массу проблем и зачастую являлось причиной выхода из строя системной платы. Поскольку в твердотельных конденсаторах не содержится жидкого электролита, им не грозит протекание и разрушение оболочки в результате микровзрыва. Стабильная работа твердотельных конденсаторов в условиях близких к экстремальным, лишь подчеркивает актуальность характеристик этих компонентов, которые отвечают самым жестким требованиям к устойчивой, стабильной работе системы в целом.

Сравнение твердотельных конденсаторов с электролитическими
 

Хорошо

Нормально

Плохо

Выводы о достоинствах твердотельных конденсаторов
Твердотельные конденсаторы обладают низким эквивалентным последовательным сопротивлением
Частотные характеристики полного сопротивления оптимальны
Твердотельные конденсаторы идеальным образом подходят для работы в составе цепей развязки, обеспечивая фильтрацию шумов, сглаживание скачков напряжения, пульсаций, и минимизацию негативного влияния различного рода помех, включая аудио, статические, цифровые и пр.).
Устойчивая работа на фоне высокого тока пульсаций
Благодаря миниатюрным размерам твердотельные конденсаторы успешно применяются в качестве сглаживающих конденсаторов силовых цепей питания.
Быстрая разрядка
Идеальны для применения в качестве ионисторов (back-up capacitor) в цепях с высоким энергопотреблением на повышенных частотах.
Твердотельные конденсаторы не подвержены резким перепадам температуры
Твердотельные конденсаторы сохраняют свои характеристики при 0°C и ниже
Продолжительный срок службы
Вы можете рассчитывать на безотказную работу твердотельных конденсаторов в течение 5-х лет (50 тыс. часов, рабочая температура до 85°C).

 
     
    Вверх
 
  Качество компонентов –
залог качества материнских плат
 
 
 
 
Применение высококачественных компонентов в системных платах – залог эффективной и стабильной работы ПК на протяжении всего срока службы. Особенно это важно для силовых цепей, которые обеспечивают питание наиболее критичных компонентов системы.

В 2006 году компания GIGABYTE внедрила новый отраслевой стандарт качества, сделав ставку на твердотельные конденсаторы, которые стали применятся во многих продуктах, вместо типовых электролитических. Кроме того, благодаря применению дросселей с ферритовым сердечником и полевых транзисторов с пониженным сопротивлением открытого канала заметно возрос жизненный цикл изделий. По сравнению с дросселями с металлическим сердечником их аналоги с ферритовым сердечником обладают повышенной энергоэффективностью на высоких частотах, а более комфортный температурный режим, в котором функционируют полевые транзисторы с пониженным сопротивлением при переключении состояний способствует снижению энергозатрат.

   
Новый дизайн
Ultra Durable 2
Прежний
дизайн
 

Lower RDS(on)
MOSFET

 

Standard
MOSFET

 

Ferrite Core
Choke

 

Iron Core
Power Inductor

 

Lower ESR
Solid Capacitor

 

Traditional
Solid Capacitor

 
 
 
  Полевой транзистор с пониженным сопротивлением канала
(Low RDS(on) MOSFET)
 
  • Оптимальный заряд в области затвора минимизирует потери.
• Меньший нагрев, минимальный размер, оптимальные температурные характеристики.
 
 
  Что такое MOSFET?
MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) – это комплементарный полевой МОП-транзистор, который способен выполнять функции коммутатора в электрических цепях (КМОП-ключ).
 
 
 
  Температура
 
  МОП-транзистор с низким RDS(on) ниже на 16%
   
 

Обычный МОП-транзистор

 
   
 
  По сравнению с обычными полевыми транзисторами, рабочая температура Low RDS-аналогов ниже в среднем на 16%.  
     
 
 

Меньше сопротивление = Меньше энергопотребленние = Меньший нагрев компонентов

 
     
 

Heat is a by-product
of power consumption

  Энергопотребление
   
 
 

Мощность эклектического тока: P = I 2 x R
(P: Мощность, I : Значение тока, R: Сопротивление)

 
 
 
 
  Дроссели с ферритовым сердечником  
  • Снижены потери энергии в сердечнике   • Существенно меньший уровень электромагнитных помех
• Не подвержены коррозии
 
 
 

Что такое дроссель?
Дроссель – это катушка индуктивности, которая способна накапливать магнитную энергию под воздействием электрического тока. Дроссель обладает высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному току.

 
 
 
  Потери энергии в сердечнике
 
 

Дроссель с ферритовым сердечником

  на 25% меньше
   
 

Дроссель с железным сердечником

 
   
 
     
  Как работает схема питания Ultra Durable 2?  
 
Питание        
  Накопление энергии, регуляция тока
Накопление и разряд емкости
 
МОП-транзистор с низким RDS(on)

Останавливает/
пропускает
электрический
ток через контур
       
  Дроссель с
ферритовым
сердечником

Твердотельный конденсатор

  Процессор
 
     
   

 
  Cu29льная технология — прогрессивное охлаждение  
  Системные платы GIGABYTE серии Ultra Durable 3  
 
 
 
 

Серия Ultra Durable™ 3

 
     
   
     
 
 

Среди несомненных достоинств системных плат GIGABYTE серии Ultra Durable 3, которые отражены в спецификации, ключевую роль играют качественная элементная база, в частности японские твердотельные конденсаторы (период эксплуатации 50 тыс. часов), дроссели с ферритовым сердечником и полевые транзисторы с пониженным сопротивлением открытого канала.

Благодаря новому дизайну изделий с технологией Ultra Durable 3, платформы на базе системных плат GIGABYTE демонстрируют чрезвычайно высокий уровень производительности на ключевых приложениях и в играх, стабильность и гарантированно надежную работу на протяжении всего срока службы. Кроме того, предложенный дизайн отвечает всем требованиям к энергоснабжению современных процессоров, позволяет экономить электроэнергию и значительно снизить нагрев компонентов.

 
     
     
 

Дроссель с ферритовым

сердечником
 
 

Японский твердотельный конденсатор (ресурс работы
50 тыс. часов)

МОП-транзистор с низким RDS(on)

 
 

70 мкм слой медного проводника

Сигнальный слой

 

Изолятор

   

Слой цепей питания

   

Основа (подложка)

   
     

Слой заземления

Изолятор

Сигнальный слой

   
 
    Вверх
 
 
  Вдвое меньшее общее электрическое сопротивление позволяет снизить тепловыделение  
 
     
 
  2Х ниже сопротивление
 Импеданс, Ом Ω Меньше – лучше

Удвоена толщина слоев меди, импеданс платы уменьшен вдвое.

 
     
    2 oz Copper PCB
   
 
  Двукратная разница
   
  
   
 
 
  Японские твердотельные
конденсаторы (ресурс 50 тыс. час)

Дроссель с ферритовым
сердечником

 
   
   
  Полевые транзисто-
ры с пониженным
сопротивлением
канала
 

Два медных слоя толщиной 70-мкм

 
 
    Вверх
 
 
     
 

Удвоенная толщина слоев питания и заземления позволяет эффективно распределять тепло, выделяемое компонентами системы, по всей поверхности системной платы, снижая, в том числе, нагрев компонентов в зоне питания ЦП. В отличие от традиционных изделий, рабочая температура системных плат GIGABYTE с технологией Ultra Durable 3 не превышает 50°C*. 

 
* Измерение температуры осуществлялось при 100% нагрузке ЦП
 
     
      Термограмма зоны VRM-модуля ЦП (инфракрасный диапазон)  
   
     * CPU VRM Показатели температур системы при 100% загрузке ЦП.  
     
 
   
 

Сравнение тепловых характеристик системных плат

 
 
 
 
 
 
 

Полевые
транзисторы

Дроссели Конденсаторы

Чипсет
(Северный мост)

Печатая плата

Чем меньше значение,
тем лучше

Платы с технологией
Ultra Durable 3
Платы традиционного дизайна
 
    Вверх

Выражение для расчета отбраковочного допуска на емкость конденсаторов с учетом температурного фактора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 681.518

ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ОТБРАКОВОЧНОГО ДОПУСКА НА ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРОВ С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА

Еремина В.Е., Агеева Л.М, Масленникова Я.Л.

Московский государственный институт электроники и математики (ТУ),

Россия, г.Москва

В работе описаны выражения для расчета отбраковочных допусков на емкость конденсаторов с учетом температуры. Рассмотрены конденсаторы с линейной и нелинейной зависимостью изменения емкости от температуры.

EXPRESSION FOR CALCULATION REJECTION TOLERANCES ON CAPACITANCE OF CAPACITORS TAKING INTO ACCOUT THE

TEMPERATURE FACTOR

Eremina V.E., Ageeva L.M., Maslennikova Y.L.

Moscow State University of Electronics and Mathematics,

Moscow, Russian Federation

The expressions for calculation the rejection tolerances on capacitance of capacitors taking into account temperature is described in the research. The capacitors with linear and nonlinear dependence of change of capacitance from temperature are considered.

Для расчета отбраковочного допуска на емкость конденсатора с учетом температурного фактора необходимо определить изменение емкости АС в зависимости от температуры. Верхняя Совтбр и нижняя С<нтбр границы отбраковочного

допуска могут быть вычислены по формуле:

Св

отбр

СЕ

АСЕ

Сн

отбр

= Сн +

где Св, Сн — верхняя и нижняя границы технологического допуска соответственно; АСВ, АСН — изменение емкости в сторону увеличения и уменьшения. [1]

Графическое изображение допусков представлено на рис. 1.

Рис. 1. Графическое изображение допусков

—►

с,ф

Величина равная относительному изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина) характеризует величина, называемая температурным коэффициентом емкости (ТКЕ) ас [2]

dC 1

C dTC0

Для конденсаторов с линейной или близкой к линейной зависимостью емкости от температуры указывается значение ТКЕ. Как правило, в справочниках указывается значение ТКЕ на интервале температур от +20 до предельной верхней, а на интервале температур от предельной нижней до +20°С указывается допускаемое относительное изменение емкости. В табл. 1 приведены значения ТКЕ и изменения емкости АСотн некоторых групп керамических конденсаторов [3].

Таблица 1

Г руппа по ТКЕ ас -10’6, 1/°С (от +20 до +85 °С) АСотн (%), не более (от — 60 до +20°С)

П120 +(120±30) +2

П100 +(100±30) +2

П33 +(33±30) +1

МПО 0±30 ±1

М33 -(33±30) -1

М47 -(47±30) -1,5

М75 -(75±30) -2

М150 -(150±30) -3

М220 -(220±30) -4

М330 -(330±30) -6

Изменение емкости от температуры для конденсаторов, имеющих линейную зависимость, рабочие температуры которых находятся в интервале от +20°С и выше может быть вычислено по формуле:

АС = C0 aC-АТ (1),

где С0 — емкость при начальной температуре (20°С), АТ — алгебраическая разность между начальной и конечной температурами.

При расчете отбраковочных допусков на емкость конденсаторов с учетом температуры необходимо учитывать следующую особенность. В случае, если рабочая температура конденсатора, входящего в состав электронного средства, 20°С (при температуре 20°С в справочной литературе, как правило, указывается номинальная емкость конденсатора), и температурный коэффициент емкости (ТКЕ) конденсатора положительный, емкость конденсатора будет расти, то следует рассчитывать верхнюю границу отбраковочного допуска.

Верхнюю границу отбраковочного допуска также необходимо рассчитать, если рабочая температура конденсатора меньше 20°С и относительный уход емкости от номинального значения отрицательный, так как в этом случае при достижении рабочей температуры емкость конденсатора также увеличится.

Нижнюю границу отбраковочного допуска следует рассчитывать в случаях, если рабочая температура конденсатора, обладающего отрицательным ТКЕ, больше 20°С,а также если рабочая температура конденсатора ниже 20°С, относительный уход емкости которого — положительная величина. Если рабочая температура конденсатора задана интервалом, пересекающим температуру 20°С, то необходимо рассчитывать и верхнюю и нижнюю границы отбраковочного допуска.

Запишем выражение для расчета верхней границы отбраковочного допуска на емкость конденсатора с учетом выражения (1). Рассмотрим случай, когда рабочая температура Т1 превышает начальную Т0 (T1< T0), ТКЕ на данном участке температур — положительная величина, т. е. емкость будет увеличиваться.

Стбр = Св — Со Ос -АТ (2),

где С0 — реальное значение емкости конденсатора. Значение С0 может находиться в пределах от нижней до верхней границы технологического допуска, т. е. С0 —

величина неизвестная.

Чтобы записать выражение для Сонтбр, необходимо определить реальное значение емкости конденсатора С0. Так как Со не может превышать верхнюю границу отбраковочного допуска, то для С0 можно записать условие Со < Стбр. В наихудшем случае реальное значение емкости будет равно верхней границе отбраковочного допуска С0 = СоГбр. С учетом этого условия, перепишем выражение

(2).

Св

отбр

Св — Св -a -AT

отбр С

(3).

Из (3) выразим значение верхней границы отбраковочного допуска:

Св

отбр

Св

1 + аС — AT

(4).

Запишем выражение для нижней границы отбраковочного допуска с учетом знака ТКЕ.

Сн

Сн =______-_____ (5)

отбр 1 + аС -AT ( ).

Так как в интервале температур ниже +20°С указывается не ТКЕ, а относительное изменение емкости в рабочем интервале температур, то нижняя граница отбраковочного допуска может быть рассчитана по формуле (5) только для случая, если конденсатор имеет отрицательный ТКЕ и его рабочая температура выше +20°С.

Для случаев, когда рабочая температура конденсатора меньше +20°С, верхняя и нижняя границы отбраковочного допуска могут быть вычислены по формулам:

Св

отбр

Сн

отбр

= Св -АС • С

^ ^^отн ^ном’

= Сн -АС • С •

^ ^^отн ^ном’

(6)

где АСотн — относительное изменение емкости в рабочем интервале температур, выраженное в процентах, формулы (6) записаны с учетом знака АСотн.

Для конденсаторов с нелинейной зависимостью емкости от температуры, а также с большими уходами емкости от температуры обычно приводится относительное изменение емкости в рабочем интервале температур [2]. Некоторые группы конденсаторов по допускаемому изменению емкости в интервале температур приведены в таблице 2 [2].

Таблица 2.

Условное обозначение групп Допускаемое относительное изменение емкости в интервале рабочих температур, %

Н10 ±10

Н20 ±20

Н30 ±30

Н50 ±50

Н70 ±70

Н90 ±90

Для таких конденсаторов расчет нижних и верхних границ отбраковочых допусков будет рассчитываться по формулам (6) в случае как положительного так и отрицательного относительного изменения емкости АСотн во всем интервале рабочих температур конденсатора.

Список ключевых слов

Отбраковочный допуск Rejection tolerance

Технологический допуск Technological

Конденсатор Capacitor

Емкость конденсатора Capacitance of a capacitor

Температурный коэффициент емкости Temperature coefficient of capacitance

Керамический конденсатор Ceramic capacitor

Список литературы

1. Еремина В. Е. Методика расчета отбраковочных допусков на сопротивление резисторов в составе печатного узла с учетом рабочей температуры элементов. Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: Материалы международной научно-практической конференции. — М.:МИЭМ, 2010, 624 с. (388-389 с.)

2. Справочник по электрическим конденсаторам/ М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. — М.: Радио и связь, 1983. — 567 с.

3. Рычина Т. А. Электрорадиоэлементы. М., «Сов. радио», 1976, 336 с.

Лабораторная работа 1 влияние температуры на емкость конденсатора и диэлектрические потери в нем


Подборка по базе: Курсовая работа ТГП.docx, Практическая работа по Конституционному праву. Вахитов Эмиль Дан, Курсовая работа.docx, Итоговая практическая работа по дисциплине «Индивидуальный проек, 4.1. самостоятельная работа история.docx, Самостоятельная работа по теме 2.4.docx, 3.2. самостоятельная работа история.docx, Курсовая работа Экономика.doc, Самостоятельная работа по теме 1.4.docx, Курсовая работа по менеджменту Уэб-Мн-18-1 Калинина Кристина.doc

Лабораторная работа № 1
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА И
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ В НЕМ
Цель работы: Определение зависимостей емкости, тангенса диэлектрических потерь и температурного коэффициента конденсаторов от температуры.
Приборы и принадлежности: электропечь, измеритель индуктивности, емкости, сопротивления радиокомпонентов -ELC-131D, конденсаторКСО-12, конденсатор МБИ.
Теоретическая часть:
Конденсатор представляет собой систему из двух пластин, разделенных слоем диэлектрика. Емкость конденсатора зависит от формы пластин, их размеров, взаимного расположения, а также от диэлектрической проницаемости среды, находящейся между пластинами. Емкость плоского конденсатора, выраженная в фарадах, определяется по формуле
С = ε · ε
о
· S/h, где S – площадь пластин, м
2
; h – расстояние между пластинами, м;
ε
о
– абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, ε
о
= 8,85∙10
-8
Ф/м;
ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами.
В лабораторной работе измеряется температурный коэффициент емкости ТК
С
, который определяется по формуле
ТК
С
=
2 1
1 2
1
C
C
C (t t )



, где С
1
и С
2
– емкости образца при температурах t
1
и t
2 соответственно.

t
ОТН
o
С
C
100 %
C


и t
o tgδ
tgδ=
100 %
tgδ

, где С
0
и С
t
– соответственно емкость конденсатора при комнатной и произвольной температурах; tgδ
o и tgδ
t
– тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора при комнатной и произвольной температурах.
Экспериментальная часть:
I этап работы
Исследование конденсатора типа КСО
Я исследую конденсатор КСО-12 с емкостью 1360 микрофарад и тангенсом угла диэлектрических потерь 0.00914. Конденсатор лежит в электропечи и подключен к измерителю ELC-131. Устанавливаю скорость нагрева печи и записываю значения приборов t, С
t
/ С
0
и tgδ
t
/tgδ
o
Таблица 1.1. Значения С
t
/ С
0
при разных температурах.


График 1.1. Зависимость емкости конденсатора от температуры.
Таблица 1.2. Значения температурного коэффициента электрического сопротивления.


График 1.2. Зависимость температурного коэффициента.
Таблицы 1.3. Значения tgδ
t
/tgδ
o


График 1.3. Зависимость тангенса диэлектрических потерь от температуры.
II этап работы
Исследование конденсатора типа МБИ
Я исследую конденсатор МБИ с емкостью 1.50 микрофарад и тангенсом угла диэлектрических потерь 0.0110. Конденсатор лежит в электропечи и подключен к измерителю ELC-131. Устанавливаю скорость нагрева печи и записываю значения приборов t, С
t
/ С
0
и tgδ
t
/tgδ
o
Таблица 2.1. Значения С
t
/ С
0
при разных температурах.


График 2.1. Зависимость емкости конденсатора от температуры.
Таблица 2.2. Значения температурного коэффициента электрического сопротивления.


График 2.2. Зависимость температурного коэффициента.
Таблицы 2.3. Значения tgδ
t
/tgδ
o


График 2.3. Зависимость тангенса диэлектрических потерь от температуры.
Вывод: В данной лабораторной работе мы определили зависимости емкости, тангенса диэлектрических потерь и температурного коэффициента емкости двух конденсаторов от температуры. Для каждого типа конденсатора по данным таблицы построили графики следующих зависимостей:
C
отн
= f(t), tgδ
t
/tgδ
o
= f(t) и ТКc = f(t).

Зависимости диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и емкости конденсатора от температуры и частоты

График зависимости емкости конденсатора от частоты f представлен на рис.5.

Зависимость диэлектрической проницаемости полистирола от температуры линейная (ε слабо зависит от температуры Т, линейно уменьшаясь при повышении Т вследствие теплового расширения вещества). Но в данном случае следует учитывать тепловое расширение материала обкладок вследствие увеличения амплитуды колебаний микрочастиц (атомов). Имеет место соотношение

, где αε – температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, αс — температурный коэффициент емкости, αl - температурный коэффициент линейного расширения материала обкладок. Т.е. емкость конденсатора растет с повышением температуры вследствие теплового расширения материала обкладок (увеличения площади обкладок). Температурный коэффициент линейного расширения фольги гораздо больше, чем температурный коэффициент линейного расширения полистирола, т.е. емкость конденсатора будет возрастать значительно быстрее за счет теплового расширения материала обкладок, чем уменьшаться за счет  теплового расширения материала диэлектрика. Поэтому емкость конденсатора С при увеличении температуры Т будет увеличиваться. График зависимости емкости конденсатора С от температуры Т для полистирола представлен на рис.6.

Керамика. Керамика относится к неоднородным полярным диэлектрикам. Полярные диэлектрики (дипольные) — состоят из полярных молекул, обладающих электрическим моментом. В таких молекулах из-за их асимметричного строения центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Любой керамический материал представляет собой сложную многофазную систему. В составе керамики различают кристаллическую фазу, стекловидную и газовую (газы в закрытых порах).

Важнейшими видами высокочастотной керамики являются стеатит, форстерит, радиофарфор, цельзиан и корундовая керамика.

Керамика помимо электронной и чисто ионной обладает еще и релаксационной поляризацией. С увеличением частоты в области низких частот диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков остается постоянной до тех пор, пока время релаксации дипольных молекул остается меньше полупериода электрического поля (f/2), т.е. за это время диполи успевают полностью упорядочиться в направлении поля. При дальнейшем росте частоты, когда время полупериода становится меньше времени релаксации, которое от частоты не зависит, диэлектрическая проницаемость начинает уменьшаться вплоть до значений, определяемых электронной поляризацией. Следовательно, на высоких частотах дипольная поляризация отсутствует (t<<1/2f ), т.к. диполи не успевают следовать за электрическим полем (рис. 7).

У полярных диэлектриков в области низких температур, когда вещество обладает большой вязкостью или даже находится в кристаллическом состоянии, ориентация дипольных молекул невозможна или, во всяком случае, затруднена. При повышении температуры возможность ориентации диполей облегчается, вследствие чего относительная диэлектрическая проницаемость существенно возрастает. Однако при еще более высоких температурах вследствие усиления хаотических тепловых колебаний молекул степень упорядоченности ориентации молекул снижается, поэтому ε, пройдя через максимум, уменьшается (рис. 8).

Изменение tgδ от частоты имеет вид кривой 4 (рис. 9), так как в полярных диэлектриках к потерям на электропроводность (кривая 1) прибавляются потери

Допускаемые отклонения емкости от номинального значения и их кодированные обозначения

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒
Допускаемое отклонение, % Код Допускаемое отклонение, % Код Допускаемое отклонение, % Код
±0,001 Е ±1 F(P) -20…+ 50 S (Б)
±0,002 L ±2 G (Л) — 20…+ 80 Z (А)
±0,005 R ±5 J (И) + 100 — (Я)
±0,01 Р ±10 К (C)    
±0,02 U ±20 M (B) Допускаемое отклонение, пФ Код
±0,05 X ±30 N (Ф) ±0,1 В
±0,1 B (Ж) -10…+ 30 Q ±0,25 С
±0,25 C (У) -10… + 50 Т (Э) ±0,5 D
±0,5 D (Д) -10…+ 100 Y (Ю) ±1 F

Примечание. В скобках указано старое обозначение

Таблица 3.2.

Номинальные напряжения и их кодированные обозна­чения

Номинальное напряжение, В Код Номинальное напряжение, В Код Номинальное напряжение, В Код
1,0 I G Z
1.6 Р Н W

 

 

Рис. 3.2. Зависимость до­пустимой амплитуды на­пряжения на конденсаторе от частоты

 

На рис. 3.2 представлена зависимость некоторых пара­метров конденсатора, в частности зависимость напряжения Uт.доп от частоты, построенная при фиксированных значениях температуры и допустимой мощности потерь Ра.доп

Граничная частота определяется допустимым снижением действующей емкости Сд. На рисунке обозначены области режимов работы конденсаторов: 1 – рабочих; 2 – теплового пробоя; 3 – по­вышенной вероятности электрического пробоя; 4 – электри­ческого пробоя; 5 – пониженных значений Сд; 6 –индуктив­ного характера сопротивления конденсатора.

Превышение Uт.доп может вызвать тепловой пробой ди­электрика и другие нежелательные явления.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр, применяемый для характеристики конденсаторов линейной зависимостью емкости от температуры. Практически ТКЕ определяют как относительное изменение емкости конден­сатора при изменении температуры на 1 °С. Слюдяные, кера­мические и некоторые пленочные конденсаторы в зависимости от температурной стабильности разделяют на группы, каждая из которых характеризуется своим ТКЕ (табл. 3.3). Если зависимость емкости от температуры нелинейна, темпера­турную стабильность емкости конденсатора характеризуют относительным изменением емкости при переходе от нормаль­ной температуры (20±5°С) к предельным значениям рабо­чей температуры. Допустимые изменения емкости сегнето-керамических конденсаторов с нелинейной зависимостью ТКЕ приведены в табл. 3.4. Слюдяные и полистирольные конденсаторы имеют ТКЕ в пределах (50…200) X 10~61/°С, поликарбонатные – 50 X 10 1/°С. Для конденсаторов с дру­гими видами диэлектрика ТКЕ не нормируется. Необратимые изменения емкости конденсаторов при воз­действии тепла характеризуются остаточным относительным изменением емкости (после возвращения к исходной темпе­ратуре), которое называют коэффициентом температурной нестабильности емкости (КТНЕ).

 

Таблица 3.3.

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

Электрические характеристики конденсаторов

Основные электрические параметры и характеристики конденсаторов

Номинальная емкость и допускаемое отклонение емкости

Номинальная емкость — емкость, значение которой обозначено на конденсаторе или указано в нормативно-технической документации и является исходным для отсчета допускаемого отклонения.

Номинальные значения емкостей стандартизованы и выбираются из определенных рядов чисел. Согласно стандарту СЭВ 1076-78 установлены семь рядов: ЕЗ; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192. Цифры после буквы Е указывают число номинальных значений в каждом десятичном интервале (декаде). Например, ряд Е6 содержит шесть значений номинальных емкостей в каждой декаде, которые соответствуют числам 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 или числам, полученным путем их умножения или деления на 10″, где л — целое положительное или отрицательное число.

В производстве конденсаторов чаще всего используются ряды ЕЗ, Е6, Е12 и Е24 (табл. 3), реже Е48, Е96 и Е192. Некоторые специальные конденсаторы могут изготовляться на заданную емкость, которая указывается в документе на поставку.

Таблица 3. Наиболее употребляемые ряды номинальных значений емкостей:

E3 E6 E12 E24 E3 E6 E12 E24
1,0 1,0 1,0 1,0 3,3 3,3 3,3
1,1 3,6
1,2 1,2 3,9 3,9
1,3 4,3
1,5 1,5 1,5 4,7 4,7 4,7 4,7
1,6 5,1
1,8 1,8 5,6 5,6
2,0 6,2
2,2 2,2 2,2 2,2 6,8 6,8 6,8
2,4 7,5
2,7 2,7 8,2 8,2
3,0 9,1

Фактические значения емкостей Могут отличаться от номинальных в пределах допускаемых отклонений. Последние указываются в процентах в соответствии с рядом: -±0,1; ±0,25; ±0,5; ±1; ±2; ±10; ±20; ±30; 0 + 50; —10 + 30; -10 + 50; -10+100; -20 + 50; -20 + 80. Для конденсаторов с номинальными емкостями, ниже 10 пФ допускаемые отклонения указываются в абсолютных значениях: ±0,1; ±0,25; ±0,5 и ±1 пФ.

Номинальные напряжение и ток

Номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе или указанное в НТД, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Значение номинального напряжения зависит от конструкции конденсатора и физических свойств материалов, примененных при его конструировании.

Номинальное напряжение устанавливается с необходимым запа­сом по отношению к электрической прочности диэлектрика, исклю­чающим возникновение в течение гарантированного срока службы интенсивного старения диэлектрика, которое приводит к существенному ухудшению электрических характеристик конденсатора.

Электрическая прочность диэлектрика зависит от вида электри­ческого напряжения (постоянное, переменное, импульсное), от температуры и влажности окружающей среды, от площади обкладок конденсатора, с увеличением которой растет число «слабых мест» диэлектрика, и от времени его эксплуатации. Соответственно от этих факторов зависит и значение номинального напряжения.

Номинальное напряжение конденсаторов многих типов уменьшается с ростом температуры окружающей среды, так как с увеличением температуры, как правило, ускоряются процессы старения диэлектрика.

При эксплуатации конденсаторов на переменном или постоянном токе, с наложением переменной составляющей напряжения необходимо выполнять следующие условия:

  • сумма постоянного напряжения и амплитуды переменной составляющей не должна превышать допустимого напряжения, которое указывается в документе на поставку;
  • амплитуда переменного напряжения, не должна превышать значения напряжения, рассчитанного исходя из допустимой реактивной мощности.

Для конденсаторов с номинальным напряжением 10 кВ и менее значения номинальных напряжений устанавливаются согласно ГОСТ 9665-77 из ряда: 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000 В.

Под номинальным током конденсатора понимают наибольший ток, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы. Этот параметр наиболее характерен для вакуумных конденсаторов. Он введен для правильного выбора тепловых режимов конденсатора при больших значениях электрического тока.

Значение номинального тока зависит от конструкции конденсатора, примененных в нем материалов, частоты переменного или пульсирующего напряжения и температуры окружающей среды. При прохождении через конденсатор радиоимпульсов значение импульсного тока может превышать номинальный ток в Q раз.

Значение номинального тока вакуумных конденсаторов устанавливается согласно ГОСТ 14611-78 из ряда: 5; 7,5; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 60; 75; 100; 125; 150; 200; 250; 300; 400; 500; 600; 750; 1000 А.

Сопротивление изоляции, ток утечки

Электрическое сопротивление конденсатора постоянному току определенного напряжения называется сопротивлением изоляции конденсатора.
Этот параметр характерен для конденсаторов с органическим и неорганическим диэлектриками. Измерение сопротивления изоляции производят при напряжениях 10, 100 и 500 В соответственно для конденсаторов с номинальным напряжением до 100 В, 100—500 В и свыше 500 В.

Сопротивление изоляции характеризует качество диэлектрика и качество изготовления конденсаторов и зависит от типа диэлектрика. Сопротивление изоляции для конденсаторов большой емкости обратно пропорционально площади обкладок, т. е. емкости конденсаторов. Поэтому для конденсаторов емкостью более 0,33 мкФ принято вместо сопротивления изоляции приводить значение постоянной времени, выражаемое в секундах (МОм-мкФ), равное произведению сопротивления изоляции на значение номинальной емкости.

Сопротивление изоляции или постоянная времени зависит от типа диэлектрика, конструкции конденсатора и условий его эксплуатации. При длительном хранении и наработке сопротивление изоляции может уменьшиться на один — три порядка.

Сопротивление изоляции конденсатора измеряют между его выводами. Для конденсаторов, допускающих касание своим корпусом шасси или токоведущих шин, вводится понятие сопротивление изоляции между корпусом и соединенными вместе выводами.

Ток проводимости, проходящий через конденсатор при постоянном напряжении на его обкладках в установившемся режиме, называют током утечки.

Ток утечки обусловлен наличием в диэлектрике свободных носителей заряда и характеризует качество диэлектрика конденсатора. Этот параметр характерен для вакуумных и оксидных конденсато­ров.

Ток утечки в большой степени зависит от значения приложенного напряжения и времени, в течение которого оно приложено. Ток утечки измеряется через 1—5 мин после подачи на конденсатор номинального напряжения. При включении конденсатора под напря­жение происходит «тренировка», т. е. постепенное уменьшение тока утечки. При длительном хранении и длительной работе ток утечки конденсаторов растет.

Температурный коэффициент емкости

Величина, применяемая для характеристики конденсаторов с линейной зависимостью емкости от температуры и равная относительному изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина), называется температурным коэффициентом емкости.

По значению ТКЕ керамические и некоторые другие конденсаторы разделяются на группы, приведенные в табл. 4.

Таблица 4: Группы ТКЕ конденсаторов с линейной или близкой к ней зависимостью емкости от температуры

Обозначение групп ТКЕ Номинальное значение ТКЕ при
20 — 85њ С
П100 (П120) + 100 (+120)
П33 -133
МП0 0
МП33 -133
МП47 -47
М75 -75
М150 -150
М220 -220
М330 -330
М470 -470
М750 (М700) -750 (-700)
М2200 -2200

Для конденсаторов с нелинейной зависимостью емкости от температуры, а также с большими уходами емкости от температуры обычно приводится относительное изменение емкости в рабочем интервале температур.

Керамические конденсаторы типа 2 по допускаемому изменению емкости в рабочем интервале температур разделяются на следующие группы (табл. 5). Слюдяные конденсаторы по значению ТКЕ разделяются на следующие группы (табл. 6).

Таблица 5. Группы керамических конденсаторов типа 2 по допускаемому изменению емкости в интервале температур

Условное обозначение групп Допускаемое относительное изменение емкости в интервале рабочих температур, %
h20 ±10
h30 ±20
h40 ±30
H50 ±50
H70 ±70
H90 ±90

Таблица 6. Группы ТКЕ слюдяных конденсаторов

Обозначение групп ТКЕ Номинальное значение ТКЕ
А ±200
Б ±100
В ±50
Г ±20

Диэлектрическая абсорбция конденсаторов

Явление, обусловленное замедленными процессами поляризации в диэлектрике, приводящее к появлению напряжения на электродах после кратковременной разрядки конденсатора, называется диэлектрической абсорбцией.

Напряжение, появляющееся на обкладках конденсатора после его кратковременной разрядки, существенно зависит от длительности времени зарядки конденсатора, времени, в течение которого он был закорочен, и времени, прошедшего после этого. Количественное значение абсорбции принято характеризовать коэффициентом абсорбции (Ка), который определяется в стандартных условиях. Примерный график зависимости напряжения на конденсаторе от времени при измерении коэффициента абсорбции приведен на рис 2.

Рис. 2. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при измерении ко­эффициента абсорбции.

Коэффициент абсорбции конденсаторов зависит от температуры окружающей среды и повышается с ее ростом.

Специфические электрические параметры ихарактеристики подстроенных и вакуумных конденсаторов

Подстроечные и переменные конденсаторы наряду с основными параметрами, приведенными выше, имеют дополнительные, учитывающие особенности их функционального назначения и конструктивное исполнение.

Вместо параметра номинальная емкость используются параметры максимальная и минимальная емкости. Это максимальное и минимальное значение емкости конденсатора, которое может быть получено перемещением его подвижной системы.

Специфичными параметрами подстросчных и переменных конденсаторов являются момент вращения, скорость перестройки емкости и износоустойчнвость.

Момент вращения — минимальный момент, необходимый для непрерывного перемещения подвижной системы конденсатора. Скорость перестройки емкости влияет на надежность и прочность конденсатора. В нормативной документации ограничивается скорость перестройки емкости для керамических конденсаторов — не более 10—15 циклов в минуту для вакуумных 5—30. Под циклом перестройки емкости понимается перестройка емкости от минимальной до максимальной и обратно. Количество допустимых циклов перестройки емкости определяет износоустойчивость конденсатора.

Под износоустойчивостью понимают способность конденсатора сохранять свои параметры (противостоять изнашиванию) при мно­гократных вращениях подвижной системы.

Износоустойчивость конденсаторов и скорость перестройки ем­кости зависят от конструкций конденсаторов, свойств примененных материалов и технологии их изготовления.

Для вакуумных конденсаторов наиболее важным параметром является электрическая прочность. Этот термин не следует отождествлять с определенней электрической прочности диэлектрика, принятым в теории диэлектриков. Для конденсаторов термин электрическая прочность следует понимать условно, как способность конденсаторов выдерживать определенное время (обычно небольшое, до нескольких минут) приложенное к нему напряжение выше номи­нального без изменения его эксплуатационных характеристик и пробоя диэлектрика.

Конденсатор | Страница 4 из 6 | Electronov.net

Основные параметры конденсаторов:
  • Номинальная емкость:

Заводское значение емкости конкретного прибора, измеряется это значение в Фарадах (производные пикоФарада (пФ), микроФарада (мкФ) и т.д). Параметр, характеризующий способность конденсатора накапливать электрический заряд. Также как и для резисторов, номинальные значения емкостей выбираются из специальных номинальных рядов Е6, Е12, Е24 и т.д.

  • Номинальное напряжение (максимальное рабочее напряжение):

Максимальное напряжение, при котором может работать конденсатор в заданных условиях в течение срока службы с сохранением нормированных параметров.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.

  • Допуск (точность):

Также как у резисторов, у конденсаторов есть допустимое отклонение величины его реальной емкости от номинальной. Также указывается в процентах от номинального значения емкости. Допуск у конденсаторов может достигать 20 – 30%.

  • Температурный коэффициент емкости:

Отражает стабильность номинальной емкости под действием температуры.

ТКЕ применяется для характеристики конденсаторов с практически линейной зависимостью емкости от температуры. Однако ТКЕ указывается в спецификациях не для всех типов конденсаторов.

Для конденсаторов, имеющих существенно нелинейную зависимость емкости от температуры и для конденсаторов с большими изменениями емкости от воздействия температуры окружающей среды в спецификациях нормируются относительное изменение емкости (в процентах от номинального значения) в рабочем диапазоне температур или в виде графика зависимости емкости от температуры.

В отличие от резисторов, для конденсаторов ТКЕ является важным параметром, т.к. изменение емкости под действием температуры может иметь просто огромное значение, например, для конденсатора, на основе диэлектрика Y5V эта величина может составлять 80% от номинального значения!

Графики зависимости емкости от температуры:

Отечественные обозначения:

Рисунок 2 — Зависимость емкости от температуры (отечественные обозначения).

Зарубежные обозначения:

Рисунок 3 — Зависимость емкости от температуры (зарубежные обозначения).

Сравнительная таблица диэлектриков: Рисунок 4 — Сравнительная таблица диэлектриков.Страниц: 1 2 3 4 5 6

Зависимость конденсаторов MLCC от смещения постоянного и переменного тока, включая температурную зависимость

Источник: статья

о целостности электрооборудования.

Следуя инициативе EPCI по исследованию проблем MLCC BIAS, которая обсуждается здесь во время симпозиума PCNS 2019, EPCI рада получить разрешение автора на публикацию статьи, написанной Иштваном Новаком и его коллегой. о реальном измерении эффекта MLCC DC BIAS. Иштван Новак и его команда в этой статье измерили характеристики нескольких различных устройств MLCC и сравнили их производительность, включая влияние температуры.Также будет показано, как одна и та же номинальная деталь от разных поставщиков может вести себя по-разному, а также как некоторые конденсаторы X7R могут вести себя так же или даже хуже, чем детали X5R. Также будет рассмотрено влияние условий измерения, например, предварительного кондиционирования и / или времени выдержки.

Исходный документ, опубликованный на конференции DesignCon East 2011, можно загрузить в формате pdf с веб-страницы «Электрическая целостность» здесь.

Аннотация

Емкость некоторых конденсаторов зависит не только от выбранного диэлектрического материала, геометрии и температуры, но также от смещения постоянного и переменного тока, приложенного к детали.Некоторые керамические конденсаторы с высокой объемной плотностью сегодня сильно зависят от смещения постоянного и переменного тока. Для достижения высоких значений емкости начальную диэлектрическую проницаемость керамического материала увеличивают до наивысших практических значений и в то же время минимизируют толщину отдельных диэлектрических слоев. Диэлектрическая проницаемость и емкость изменяются при перемещении рабочей точки по гистерезисной кривой из-за смещения постоянного и переменного тока. Последние достижения снизили толщину слоя до уровня однозначных микрометров, и это выдвинуло проблему на категории материалов, такие как X5R и X7R, которые ранее демонстрировали гораздо меньшую зависимость от смещения.В этой статье будут показаны измеренные характеристики нескольких различных устройств MLCC и сравнены их характеристики в этом отношении, включая влияние температуры. Также будет показано, как одна и та же номинальная деталь от разных поставщиков может вести себя по-разному, а также как некоторые конденсаторы X7R могут вести себя так же или даже хуже, чем детали X5R. Также будет рассмотрено влияние условий измерения, например, предварительного кондиционирования и / или времени выдержки.

I. Введение и справочная информация

В промышленности давно известно, что емкость многослойных керамических конденсаторов с сегнетоэлектрическими диэлектрическими материалами зависит от смещения постоянного и переменного тока.Несколько лет назад детали из керамики класса II (с допустимым отклонением емкости + -15% или менее в указанном диапазоне температур) демонстрировали умеренное снижение максимальной емкости от 20 до 40% во всем рабочем диапазоне постоянного тока, и только керамика класса III (с допустимое изменение емкости + -22% или более в указанном диапазоне температур) приходилось с максимальной потерей емкости 60% или выше. На рисунке 1 показана такая иллюстрация из каталога производителя.

Рисунок 1: Типичная зависимость смещения постоянного тока из прошлого для трех различных типов MLCC.Данные с рисунка 8 из [1].

Однако сегодня фактические данные поставщиков часто показывают гораздо более значительную потерю емкости даже для деталей класса II. Чтобы увеличить емкость MLCC в заданном размере корпуса (с фиксированными L, W и H), у поставщиков конденсаторов есть два основных варианта: улучшить материал для достижения более высоких значений ε r или увеличить количество диэлектрических слоев (N). за счет уменьшения толщины диэлектрических слоев (th) и / или проводящих слоев. Сегнетоэлектрические материалы, такие как керамика, имеют высокие значения ε r , но по мере увеличения ε r они имеют цену повышенной чувствительности к температуре и смещению.В то же время, если мы увеличим количество слоев за счет уменьшения th, заданное напряжение на выводах конденсатора создаст более высокую напряженность поля (смещение) на диэлектрических слоях.

Рисунок 2: Конструкция MLCC и примерный расчет емкости. N — количество диэлектрических слоев в конденсаторе. V — напряжение, приложенное к конденсатору, E — напряженность поля на каждом диэлектрическом слое.

Диэлектрические материалы для MLCC бывают трех категорий.Материалы класса I (для деталей COG и NPO) очень стабильны, но могут достигать только низких значений ε r . Материалы класса II долгое время были лучшим выбором, предлагая компромисс между умеренно высокой диэлектрической проницаемостью и разумной стабильностью. Материалы класса III имеют очень высокую диэлектрическую проницаемость, но также обладают высокой нестабильностью. Наиболее типичными категориями класса II являются X5R и X7R. Оба имеют максимально допустимое изменение емкости + -15% с температурой в диапазоне температур от -55 до +85 и +125 ° C, соответственно, для X5R и X7R.Сегнетоэлектрические материалы, как и ферромагнетики, проявляют гистерезисный отклик на возбуждение. Классическую и подробную теорию можно найти, например, в [2]; более современное резюме можно найти в [3].

II. Объем работ

Многослойные керамические конденсаторы от каждого производителя поставляются с различными значениями емкости, допусками, номинальными напряжениями, размерами корпусов, типами корпусов и температурными характеристиками. Количество доступных различных моделей настолько велико, что не имело смысла проводить систематическое изучение всего предложения.Чтобы ограничить перестановки, несколько характеристик были идентифицированы и опробованы у некоторых основных поставщиков. Все еще общепризнано, что керамика класса I имеет очень небольшую зависимость от постоянного и переменного напряжения смещения или не имеет ее, поэтому они не были включены в исследование.

Аналогичным образом, конденсаторы класса III (и класса IV, которые теперь считаются устаревшими), которые, как известно, имеют очень плохую стабильность и большую чувствительность к смещению постоянного и переменного тока, также были исключены из исследования. Из керамики класса II были выбраны две температурные характеристики, X5R и X7R, в первую очередь потому, что раньше эти конденсаторы демонстрировали относительно скромную зависимость от смещения, а также распространено предположение, что конденсаторы X7R имеют меньшую зависимость от смещения, чем их аналоги X5R (при условии, что все остальное одинаково. ).

Всего было протестировано более двух десятков различных моделей конденсаторов от шести различных поставщиков MLCC. Для справки были также испытаны одна модель электролитического и одна полимерная танталовые конденсаторы, все остальные были MLCC. Шесть поставщиков обозначены буквами от A до F. Чтобы еще больше ограничить количество деталей, корпуса MLCC были ограничены размерами 0402, 0603, 0805, 1206 и 1210, а номинальное напряжение деталей было ограничено диапазоном от 4 до 16 В.

Чтобы получить представление о зависимости чувствительности к смещению от производителя, некоторые конденсаторы с одинаковыми номинальными характеристиками были получены от нескольких поставщиков.Некоторые другие конденсаторы от того же производителя сравнивались с температурными характеристиками X5R и X7R, при этом емкости, размеры корпуса и номинальное напряжение были одинаковыми.

III. КИП

Приборы показаны на Рисунке 3 [4]. Сценарии были разработаны для управления прибором и для перехода через заранее определенные диапазоны напряжений смещения постоянного тока, в то время как смещение переменного тока поддерживалось постоянным, как описано в [4]. При любом заданном уровне смещения переменного тока смещение постоянного тока изменялось с шагом 1% от номинального напряжения, а профиль импеданса измерялся в 201 частотной точке в диапазоне частот от 100 Гц до 10 МГц.Сценарии допускали различные способы пошагового изменения напряжения смещения постоянного тока: последовательный монотонный, возврат к нулю, а также чередование положительных и отрицательных значений, начиная с максимума, приближаясь к нулю. Отдельные параметры скриптов получали точки данных в заданное пользователем время после изменения условий смещения. Большинство деталей измерялось несколько раз в течение не менее 100 секунд после каждого изменения настройки смещения, в результате чего общее время измерения на каждом уровне смещения переменного тока составляло от шести до десяти часов.

Рис. 3. Измерительная установка для измерения чувствительности MLCC к смещению постоянного и переменного тока.

Большинство измерений в этом исследовании проводилось только при комнатной температуре; Температурные зависимости приведены в конце раздела IV. Во время измерений данные записывались на встроенный жесткий диск прибора, и для чтения файлов и объединения фрагментов данных в различных формах использовались отдельные сценарии, например, для отображения емкости на трехмерных графиках как функции напряжения смещения постоянного тока. и частота.

IV. Результаты измерений

В этом разделе приводится сводка различных результатов измерений.

Варианты от единицы к агрегату

Различия между блоками проиллюстрированы на примере чувствительности к смещению постоянного тока, измеренной на десяти образцах компонентов 1 мкФ 0603 16 В X5R от поставщика-F (см. Таблицу 1). Данные представлены на Рисунке 4. Когда мы убираем допуск по начальной емкости, процент потери емкости показывает плотное распределение. Было обнаружено, что это типично для всех измеренных образцов, что подтверждает, что различия, наблюдаемые между деталями от разных поставщиков, характерны для материалов и процессов конкретного поставщика, а не случайные отклонения от детали к детали.

Рис. 4. Распределение зависимости напряжения смещения постоянного тока по десяти образцам компонентов X5R 0603 размером 1 мкФ на 16 В от одного и того же поставщика.

Сравнение чувствительности к смещению постоянного тока деталей X5R и X7R

Для проверки преобладающего предположения о том, что детали X7R могут иметь более низкую чувствительность к смещению, чем сопоставимые детали X5R, были измерены различные группы деталей. В каждой группе были запчасти X5R и X7R от разных производителей, но все остальные характеристики были одинаковыми.Одна из таких групп представлена ​​в таблице 1. Группа состояла из восьми различных моделей MLCC размером 1 мкФ 0603 с номерами деталей по каталогу 5 различных производителей. Пять моделей получили рейтинг X5R, три из них — X7R. Производитель-F имел два разных номера детали X5R с разной чувствительностью к смещению. Сегодня деталь 1 мкФ 16 В размера 0603 не считается высокой плотностью, и поэтому с этими деталями мы можем проверить предположения о том, что детали X7R могут иметь более низкую чувствительность к смещению постоянного тока.

Таблица 1: Распределение поставщиков для сравнения деталей X5R и X7R 1 мкФ 0603 16 В.

Детали были измерены с двумя постоянными уровнями смещения переменного тока: 10 мВ (среднеквадр.) И 500 мВ (среднекв.). Смещение постоянного тока изменялось последовательно с шагом 0,2 В от -20 В до +20 В. Показанные здесь данные представляют собой показания, снятые через 100 секунд после каждого изменения условий смещения. На рисунке 5 представлена ​​общая картина, включающая все восемь частей.

Рисунок 5: Зависимость общей емкости от смещения для всех моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренная при 100 Гц и смещении 10 мВ переменного тока. Слева: абсолютная емкость.Справа: емкость в процентах по сравнению с максимальным значением.

На Рисунке 6 сравнивается процентное изменение емкости отдельно для частей X5R и X7R.

Рис. 6. Процентная зависимость емкости от смещения для моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренная при 100 Гц и смещении 10 мВ переменного тока. Слева: детали X5R. Справа: детали X7R.

У двух поставщиков были детали как X5R, так и X7R. На рис. 7 сравниваются компоненты X5R и X7R от каждого из этих поставщиков.

Рисунок 7: Сравнение емкости в процентах от смещения для моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренных при 100 Гц и смещении 10 мВ переменного тока.Детали X5R и X7R от поставщика-B (слева) и от поставщика-F (справа).

Обратите внимание, что не было заметной разницы между деталями X5R и X7R от поставщика-B. Также обратите внимание, что детали X5R и X7R от Vendor-F показали результат, противоположный ожидаемому: деталь X7R оказалась более чувствительной, чем детали X5R. Те же тесты были повторены при смещении переменного тока 500 мВ (среднеквадр.). На рисунках 8, 9 и 10 показаны результаты. Первый рисунок 8 показывает общее сравнение для всех частей.

Рисунок 8: Зависимость общей емкости от смещения для всех моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренная при 100 Гц и смещении 500 мВ переменного тока.Слева: абсолютная емкость. Справа: емкость в процентах по сравнению с максимальным значением.

Рисунок 9: Зависимость емкости от смещения в процентах для моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренная при 100 Гц и смещении 500 мВ переменного тока. Слева: детали X5R. Справа: детали X7R.

Рисунок 10: Сравнение процентной емкости от смещения для моделей 1 мкФ 0603 16 В, измеренных при 100 Гц и смещении 500 мВ переменного тока. Детали X5R и X7R от поставщика-B (слева) и от поставщика-F (справа).

Тенденции и наблюдения те же, что и для случая смещения 10 мВ переменного тока. Единственная разница в том, что абсолютная емкость теперь выше для всех частей. Мы рассмотрим это позже, когда будем проводить развертку смещения переменного тока.

Все поставщики, включенные в это исследование, опубликовали на своих веб-сайтах некоторое количество данных о зависимости от предвзятости. Поставщики A и F имеют загружаемые исполняемые файлы с соответствующими данными, включенными в базу данных. Поставщики B, C и D предлагают онлайн-инструменты.Все эти поставщики имеют информацию о зависимости смещения постоянного тока; некоторые также имеют данные о смещении переменного тока.

На следующих рисунках данные производителей сравниваются с нашими измеренными данными при смещении переменного тока 500 мВ (среднеквадр.) При 100 Гц и комнатной температуре. Не все производители указывают условия (температура, смещение переменного тока, частота) для своих данных о смещении постоянного тока, но наши данные смещения переменного тока 500 мВ (среднеквадратичное значение), похоже, с большей вероятностью соответствуют условиям поставщика, чем набор данных для 10 мВ среднеквадратичного значения. На рисунках 11 и 12 сравнивается каждая деталь в группах X5R и X7R соответственно.Обратите внимание, что поставщик-B и поставщик-C имеют очень хорошее согласие между измеренным и прогнозируемым поставщиком падением емкости. Данные для поставщика-A и поставщика-F показывают большие различия, и оба прогноза недооценивают потери емкости.

Рисунок 11: Сравнение процентной емкости от смещения для моделей 1 мкФ 0603 X5R 16 В, измеренное при 100 Гц и смещении 500 мВ переменного тока. На всех графиках маркеры в виде зеленого треугольника обозначают данные поставщика; сплошная синяя линия показывает наши измеренные данные.

Рисунок 12: Сравнение процентной емкости от смещения для моделей 1 мкФ 0603 X7R 16 В, измеренное при 100 Гц и смещении 500 мВ переменного тока. На всех графиках маркеры в виде зеленого треугольника обозначают данные поставщика; сплошная синяя линия показывает наши измеренные данные.

Обратите внимание, что от поставщика-B не только измеренные данные смещения постоянного тока близко совпадают между деталями X5R и X7R, но и информация о смещении поставщика также полностью одинакова для этих двух деталей. Это снова говорит о том, что этот поставщик может использовать одну и ту же деталь (или, по крайней мере, тот же диэлектрический состав и толщину слоя) для этих деталей со спецификациями X5R и X7R.Аналогичным образом, данные поставщика от Vendor-F подтвердили результаты измерений, что детали X7R имеют более высокую чувствительность к смещению постоянного тока, чем их детали X5R.

Вариация ESR и ESL при смещении постоянного тока

Разумно предположить, что ESR и ESL не меняются заметно из-за смещения постоянного тока. Измеренные данные подтверждают предположение для ESL, а также для ESR на уровне SRF детали и выше. Однако ниже SRF ESR изменяется пропорционально изменению емкости. Это происходит потому, что ниже SRF потери преобладают из-за параллельных диэлектрических потерь.Для одного и того же тангенса угла потерь более низкая емкость означает меньшую параллельную проводимость, которая преобразуется в более высокое сопротивление в последовательной эквивалентной схеме.

Рисунок 13: ESR детали X5R 16V размером 1 мкФ 0603. Слева линейный график, справа трехмерный график.

На рисунке 13 показано измеренное значение ESR как функция смещения постоянного тока. Обратите внимание, что при SRF и выше ESR не изменяется при смещении постоянного тока. При увеличении смещения несколько ниже SRF увеличиваются пики: это проявление пьезоэлектрических эффектов.

Остерегайтесь деталей

При массовом производстве наличие альтернативных источников компонентов является важным требованием. При выборе альтернативных источников нам необходимо определить, какие части считаются взаимозаменяемыми. Можно подумать, что если альтернативная часть будет иметь корпус с идентичной площадью основания, но меньшей высотой, она будет удовлетворять требованиям.

Рисунок 14: Зависимость емкости от смещения в процентах для трех моделей 1 мкФ 0603 16 В.Данные прогнозируются поставщиком-C.

На рисунке 14 показана ситуация, когда это может не сработать. В приведенном выше сравнении X5R и X7R от Vendor-C у нас была деталь X5R в корпусе высотой 0,8 мм. Чтобы сравнить яблоки с яблоками, мы убедились, что все остальные части в сравнительной смеси имеют одинаковую номинальную высоту упаковки 0,8 мм. Однако, например, Vendor-C также предлагает другие варианты деталей 1 мкФ 16V 0603: деталь X5R с номинальной высотой 0,5 мм и деталь X7R с номинальной высотой 0,8 мм. На рисунке 14 показана зависимость емкости от напряжения смещения постоянного тока для этих трех частей, рассчитанная по базе данных производителя.Обратите внимание, что компонент X5R высотой 0,5 мм, возможно, из-за более тонких диэлектрических слоев, имеет значительно большие потери емкости при том же напряжении смещения.

Зависимость от переменного тока смещения

Емкость также зависит от уровня смещения переменного тока. Чтобы показать это более подробно, несколько деталей были измерены последовательно с разными фиксированными уровнями смещения переменного тока.

Рис. 15. Зависимость от напряжения смещения переменного тока для образца X5R размером 4,7 мкФ 0805 16 В от производителя-F.Вверху слева: абсолютная емкость при 100 Гц. Вверху справа: потеря емкости в процентах. Внизу: абсолютная емкость как функция смещения переменного тока с параметром смещения постоянного тока. На всех графиках параметр смещения указан в порядке следования графиков.

На рис. 15 показаны данные для детали X5R размером 4,7 мкФ 0805, 16 В, от Vendor-F. Обратите внимание, что емкость не сильно меняется, пока смещение переменного тока не превысит 50 мВ среднеквадратического значения. Зависимость от смещения переменного тока является наибольшей при смещении 0 постоянного тока и становится очень маленькой, когда смещение постоянного тока приближается к номинальному номинальному напряжению.

Зависимость от тайминга и типа развертки

После приложения смещения мы можем наблюдать мгновенный скачок емкости, за которым следует более медленная релаксация. Можно было бы ожидать, что части, демонстрирующие более высокий начальный скачок, также будут демонстрировать большую релаксацию, но это не обязательно так. Мы проиллюстрируем это на двух частях: Часть-1 от Продавца-A, деталь X5R размером 47 мкФ 1206, 6,3 В; Часть 2 от поставщика-D, деталь X7R размером 4,7 мкФ 0805, 16 В. На графиках на рисунке 16 показана емкость, измеренная при комнатной температуре, частоте 100 Гц и напряжении смещения переменного тока 10 мВ (среднеквадр.).Показания были взяты из измерений с разверткой частоты; одна развертка заняла 9,5 секунды. Часть 2 показала более медленный распад, поэтому был применен более длительный период испытаний, превышающий 150 секунд. Между каждым шагом в смещении постоянного тока части были доведены до нуля смещения.

Рисунок 16. Сравнение изменения емкости во времени на двух разных участках после приложения смещения постоянного тока. Графики слева: Часть 1 от производителя A, размер 47 мкФ, 1206, 6,3 В, X5R. Правый график: Часть-2 от Продавца-D, 4.7 мкФ 0805-размер 16V X7R часть. Обратите внимание на логарифмическую шкалу времени на нижних графиках

Обратите внимание, что относительная релаксация после первого шага в значении емкости оказывается экспоненциальной. Это иллюстрируется точным соответствием прямой линии процентному изменению емкости как функции логарифма времени. Отметим также, что наиболее сильное затухание происходит при относительно умеренном смещении. Тот же эффект также показан на трехмерных графиках емкости-смещения и частоты, см. Рисунки 17 и 18.Часть с медленной релаксацией (рис. 18) демонстрирует заметное падение емкости даже после 100 секунд выдержки, когда напряжение смещения изменяется до меньших абсолютных значений (см. Левый край графиков).

Рисунок 17: Поверхностный график емкости как функция частоты и смещения постоянного тока на участке быстрой релаксации. Левый график: показания, полученные через 10 секунд после изменения смещения. Правый график: показания сняты через 100 секунд после изменения смещения.

Рисунок 18: Поверхностный график емкости как функция частоты и смещения постоянного тока на участке медленной релаксации.Левый график: показания, полученные через 10 секунд после изменения смещения. Правый график: показания сняты через 100 секунд после изменения смещения.

Температурная зависимость

Керамика

класса II имеет стандартизированное окно допустимой температурной зависимости для каждого подкласса. Две типичные категории класса II, X5R и X7R, обе имеют максимально допустимое изменение емкости + -15% в зависимости от температуры в диапазоне температур от -55 до +85 и от -55 до +125 ° C, соответственно. Температурная зависимость указана без смещения постоянного тока.Чтобы увидеть, влияет ли температура на зависимость смещения постоянного тока, некоторые детали были протестированы при различных температурах.

Образец, который должен был быть измерен, был припаян к небольшому испытательному приспособлению (показанному на рисунке 3), и установка была откалибрована при комнатной температуре. Затем приспособление было помещено в температурную камеру, и калибровка была повторно проверена при различных настройках температуры, чтобы убедиться, что такая же калибровка приспособления и участка кабеля внутри испытательной камеры действительна во всем используемом диапазоне температур.

Зависимость тестируемого устройства от постоянного напряжения смещения была измерена при ряде температурных настроек от -5 до +70 градусов. Поскольку в каждой температурной точке проверка зависимости от смещения постоянного тока занимает около половины дня, количество температурных точек было ограничено следующей последовательностью: -5 ° C, +20 ° C, +45 ° C, +70 ° C, -5 ° C. Последняя точка температуры была добавлена ​​для проверки долговременного дрейфа или памяти. Зависимость смещения постоянного тока измерялась с помощью переменного смещения 10 мВ среднеквадратического значения, не зависящего от частоты.

Смещение 10 мВ среднеквадратичного значения переменного тока достаточно мало, поэтому даже если уровень переменного тока на конденсаторе отклоняется от калиброванного уровня из-за изменения емкости, он оказывает незначительное влияние на чувствительность к смещению постоянного тока.Показанные здесь данные были получены на образце X5R емкостью 1 мкФ 0603 16 В от поставщика B.

Рисунок 19: Изменение емкости в зависимости от температуры при 100 Гц. Регистрируют максимальную емкость как функцию смещения постоянного тока. Абсолютные значения емкости слева, относительные значения емкости справа.

На рисунке 19 показана максимальная емкость при 100 Гц. Обратите внимание, что максимальная емкость возникает при небольшом положительном смещении (см. Рисунок 20), поскольку смещение постоянного тока последовательно изменялось от -20 В до +20 В.Относительное изменение емкости в диапазоне температур -5… +70 ° C составляет менее 10%. Температурный коэффициент положительный.

Начальные и конечные точки данных при одинаковой температуре -5 ° C находятся в пределах 1% от значения. На рисунке 20 показаны фактические кривые чувствительности к смещению постоянного тока при различных значениях температуры. Слева показаны абсолютные значения емкости, справа — нормализованное относительное изменение кривых емкости. Обратите внимание на четкое отслеживание нормализованных кривых, указывающее на то, что зависимость смещения не зависит от температуры.Трехмерные графики при -5 и 70 ° C показаны на Рисунке 21.

Рис. 20. Кривые чувствительности к смещению постоянного тока конденсатора X5R емкостью 1 мкФ 0603 16 В от поставщика B при различных значениях температуры.

Рисунок 21: Зависимость емкости от смещения постоянного тока и частоты при температуре -5 ° C (слева) и температуре +70 ° C (справа)

Рисунок 22: Изменение ESR в зависимости от частоты, смещения постоянного тока и температуры.Верхние графики: температурная зависимость при нулевом смещении постоянного тока, полный вид слева, увеличенный вид справа. Нижние графики: температурная зависимость со смещением 50% постоянного тока, полный вид слева, увеличенный вид справа.

Рисунок 13 показывает, что при комнатной температуре ESR не зависит от смещения постоянного тока выше последовательной резонансной частоты, а изменяется вместе с изменением емкости ниже последовательного резонанса. Рисунок 22 показывает аналогичную тенденцию ниже резонанса; изменяется ли емкость из-за смещения или температуры, ESR изменяется вместе с ним.Вокруг и выше последовательного резонанса мы можем выделить две тенденции: а) с повышением температуры увеличивается ESR и б) пьезоэлектрический резонанс увеличивает ESR больше при повышенных температурах.

V. Как все это может повлиять на наш дизайн

Керамические конденсаторы широко используются в современных электронных схемах. Многие из них находят применение в сетях распределения электроэнергии. В высокоскоростных каналах передачи данных они используются как конденсаторы блокировки по постоянному току, а иногда и как часть RC-заделки.Аналоговые схемы также используют их для синхронизации и блокировки по постоянному току. В следующих разделах мы рассмотрим два приложения для распределения энергии, в которых используется большинство MLCC с высокой плотностью размещения.

Конденсаторы, включенные параллельно

В PDN есть две разные категории приложений, в которых может потребоваться учитывать зависимость MLCC от смещения постоянного и переменного тока. Первое применение — это когда мы используем MLCC с разными значениями емкости параллельно (рисунок 23). Если предполагается, что конденсаторы идеальны, как показано слева на рисунке, все, что нам нужно сделать, — это просуммировать различные емкости по мере их изменения смещения постоянного и переменного тока.Если также принять во внимание их паразитные свойства, необходимо также учитывать изменения последовательного и параллельного резонансов. Изменение емкостей приведет к сдвигу последовательного и параллельного резонансов в сторону более высоких значений, а добротность также может немного измениться. Если относительная скорость изменения емкости одинакова для всех конденсаторов, то мы получаем в основном сдвиг профиля импеданса в сторону более высоких частот и более высокой добротности на резонансах.

Рис. 23. Эквивалентная принципиальная схема двух параллельно соединенных конденсаторов.Слева: без паразитов. Справа: с паразитами.

Наихудший случай имеет место, когда некоторые из параллельно включенных емкостей уменьшаются, а некоторые другие либо не увеличиваются, либо фактически могут увеличиваться, возможно, из-за условий смещения переменного тока.

Такой сценарий проиллюстрирован данными измерений на Рисунке 24. Два конденсатора были подключены параллельно в испытательном приспособлении: компонент X7R размером 1 мкФ 0603 16 В от производителя-D и элемент X5R размером 6,3 В на 47 мкФ от поставщика-E. Минимум около 1 МГц — это частота последовательного резонанса части 47 мкФ.Минимум около 7 МГц — это последовательная резонансная частота части 1 мкФ. Пик около 4 МГц — это антирезонанс между емкостью 1 мкФ и индуктивностью 47 мкФ. Обратите внимание, что все три резонанса перемещаются в сторону более высоких частот, указывая на то, что емкости обеих частей уменьшаются с увеличением смещения постоянного тока.

Рисунок 24: Величина импеданса двух параллельно соединенных MLCC разных типов.

Конденсаторы в LC-фильтрах

Вероятно, одна из худших ситуаций — это когда несколько компонентов, объединенных в одну сеть, реагируют на смещения постоянного и переменного тока в противоположных направлениях.Типичный сценарий такого рода — использование последовательных катушек индуктивности или ферритовых шариков для усиленной фильтрации, за которыми следуют шунтирующие конденсаторы.

Рисунок 25. Эквивалентная схема фильтра PI с последовательным ферритовым элементом и параллельным MLCC на выходе. Слева: установка без смещения постоянного тока через L1. Справа: настройка с постоянным током смещения через L1.

Если эта схема фильтра должна выдерживать значительный постоянный ток, а индуктивный элемент не имеет надлежащего размера, его индуктивность может упасть из-за постоянного тока, протекающего через деталь.Если в то же время отфильтрованное постоянное напряжение снижает емкость MLCC-части на выходе фильтра, мы получаем уменьшенную индуктивность и уменьшенную емкость, что приводит к значительному сдвигу частоты среза фильтра. Этот эффект был протестирован на схеме, показанной на рисунке 25.

Испытуемая схема представляла собой простой фильтр PI, состоящий из двух байпасных конденсаторов и ферритовой бусины. Конденсатор C1 на входной стороне фильтра представлял собой конденсатор емкостного типа на органических полупроводниках емкостью 390 мкФ и 16 В.Был выбран органический полупроводниковый конденсатор, чтобы имитировать низкое значение входного импеданса питания, а также потому, что они, как известно, имеют небольшую зависимость от постоянного и переменного смещения или не имеют ее. Конденсатор C2 на выходе представлял собой MLCC размером 47 мкФ 6.3V X5R 1206 от Vendor-E. Элемент серии L1 представлял собой имеющийся в продаже ферритовый шарик, рассчитанный на максимальный ток 2 А.

Фильтр был измерен с помощью тестового порта «усиление / фаза» анализатора цепей E5061B LF-RF путем измерения отношения напряжений на выходе и входе.Коэффициент передачи напряжения был измерен вместо передаточного импеданса (Z 21 ), потому что в типичных таких приложениях входное питание поступает от шины с более высоким током, эффективно накладывая на вход шумовое напряжение, в отличие от шумового тока, что было бы условием для передаточного сопротивления [5]. Входное сопротивление обоих тестовых портов было переключено на 1 МОм, что означает, что мы измеряем ненагруженное выходное напряжение фильтра.

Рисунок 26: Передаточная функция выходного / входного напряжения LC-фильтра, показанного на рисунке 21.Параметр: напряжение смещения постоянного тока.

На рис. 26 показана измеренная передаточная функция напряжения с напряжением смещения постоянного тока, приложенным к конденсаторам, но без постоянного тока через L1. Напряжение смещения постоянного тока изменялось от 0 В до 10 В (намеренное напряжение C2 превышало его номинальное напряжение) с шагом 0,5 В. Левый график рисунка показывает широкополосный вид передаточной функции от 100 Гц до 10 МГц.

Как и ожидалось, на низких частотах фильтрации нет. Мы замечаем некоторое нарастание затухания около 10 кГц.Прежде чем передаточная функция перейдет в крутой наклон, мы получим небольшой пик от индуктивности феррита и емкости C2. Крутой наклон в конечном итоге сглаживается за пределами 1 МГц. В зависимости от напряжения смещения постоянного тока мы не видим изменений ниже 10 кГц и выше 1 МГц. Однако пиковая частота и соответствующая граничная частота крутизны фильтрации существенно меняются.

При смещении 0 В пик приходится на 24 кГц; при смещении 10 В пик смещается до 55 кГц. График справа на Рисунке 26 показывает те же данные с увеличением от 10 кГц до 100 кГц.На следующих рисунках показаны характеристики фильтра при комбинированном смещении постоянного напряжения на конденсаторах и постоянного тока через феррит.

Рисунок 27: Передаточная функция фильтра, показанного справа на рисунке 19. Четыре графика показывают данные с напряжениями смещения 0, 2, 4 и 8 В постоянного тока. На всех четырех графиках параметром является постоянный ток через феррит.

Рисунок 28: Передаточная функция фильтра, показанного справа на Рисунке 19.На четырех графиках показаны данные с постоянным током смещения 0, 0,5, 1 и 1,5 А через ферритовый валик. На всех четырех графиках параметр представляет собой напряжение смещения постоянного тока на конденсаторах.

Рисунок 29: Передаточная функция фильтра, показанного справа на рисунке 19. Два графика показывают совокупные переходные характеристики из рисунков 21 и 22. Левый график: диапазон смещения ограничен значениями 0–4 В и 0–1 А. Правый график: диапазон смещения 0-16 В и 0-1,5 А.

На Рисунке 29 мы показываем все кривые данных с предыдущих графиков.На графике слева напряжение смещения постоянного тока и ток ограничены разумными диапазонами 0–4 В и 0–1 А соответственно. Пределы смещения постоянного тока 4 В и 1 А составляют 63% и 50% от номинальных пределов 6,3 В и 2 А соответственно. На графике по двум осям отмечены два диапазона: диапазон изменения величины передаточной функции на частоте 260 кГц составляет 50 дБ; диапазон изменения частоты на уровне -50 дБ составляет приблизительно 3,2: 1. На графике справа показаны все кривые для полного измеренного напряжения смещения 0–16 В и 0–1.Диапазоны тока смещения 5А. На этом графике также отмечены два диапазона: на частоте 260 кГц изменение величины передаточной функции составляет 68 дБ; диапазон изменения частоты на уровне -50 дБ составляет примерно 7,2: 1.

Выводы

За последние годы многослойные керамические конденсаторы претерпели значительные улучшения. Объемная плотность увеличилась в несколько раз. К сожалению, это привело к значительному увеличению чувствительности к смещению постоянного и переменного тока для многих деталей.В частности, детали X5R и X7R, которые ранее демонстрировали лишь умеренную зависимость от смещения, демонстрируют падение емкости, которое ранее наблюдалось в основном для керамики класса III. Повышенная зависимость от смещения создает дополнительные проблемы для пользователей на этапе проектирования и проверки и увеличивает сложность проектирования, поскольку фильтры с одинаковыми требованиями фильтрации теперь могут потребовать выбора другого компонента, если им нужно работать в разных средах смещения. Чтобы помочь пользователям, все основные поставщики сегодня поставляют как минимум информацию о смещении постоянного тока вместе с деталями MLCC.Даже в этом случае дополнительная проблема для пользователя заключается в том, как уложить данные поставщика, зависящие от систематической ошибки, в среду моделирования.

Измеренные данные, собранные в ходе исследования, показали, что зависимость смещения для одной и той же номинальной детали от разных поставщиков может сильно отличаться. Более того, было показано, что чувствительность к смещению деталей X7R не обязательно лучше, чем у деталей X5R, иногда даже от того же производителя. Было также показано, что в дополнение к немедленному изменению емкости с приложенным смещением существует также более длительная экспоненциальная релаксация, которая может изменить емкость на целых 25% в течение нескольких минут.Было обнаружено, что чувствительность емкости к постоянному смещению не зависит от температуры. Однако ESR действительно зависит от температуры на высоких частотах, и он действительно зависит от температуры и смещения постоянного тока вокруг частоты пьезоэлектрического резонанса.

Некоторые поставщики начали предлагать улучшенные детали с низкой чувствительностью; один из них показан на рисунке 10 (стандартные детали X5R и улучшенные детали X5R от Vendor-F). Поставщики теперь также имеют возможность соответствовать требованиям нового стандарта JEITA [6], который устанавливает предел для изменения емкости в зависимости от смещения постоянного тока, а тестовый уровень переменного тока также снижен, чтобы лучше соответствовать типичным приложениям.

Благодарность

Авторы выражают благодарность поставщикам, предоставившим образцы для исследования. Особая благодарность Марку Д. Во из Мураты, Джону Примаку и Питеру Блейсу из Кемета за их ценные комментарии и обсуждения.

Список литературы

[1] Файл каталога конденсаторов Kemet F3102CE.pdf с сайта www.kemet.com

[2] Х. Фрёлих: Теория диэлектриков — диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери.Оксфорд в Clarendon Press, 1958.

[3] Марк Д. Во, «Конструктивные решения для смещения постоянного тока в многослойных керамических конденсаторах», Ceramic Industry, октябрь 2009 г. http://www.ceramicindustry.com/Articles/Advanced_Ceramics/BNP_GUID_9-5-2006_A_10000000000000668375

[4] Новак-Мори-Рессо, «Повышение точности измерений импеданса PDN в диапазоне низких и средних частот», Труды DesignCon 2010, Санта-Клара, Калифорния, 1-4 февраля 2010 г.

[5] Новак-Миллер: характеристика распределительных сетей в частотной области.Artech House, Кантон, Массачусетс, 2007.

[6] Стандарт JEITA RCX-2326: Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании — Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа, класс 2A

Биография автора (ов)

Иштван Новак — старший главный инженер в Oracle. Помимо проектирования целостности сигналов высокоскоростных последовательных и параллельных шин, он занимается проектированием и характеристиками сетей распределения питания и пакетов для серверов среднего уровня. Он создает имитационные модели и разрабатывает методы измерения распределения электроэнергии.Иштван имеет более чем двадцатилетний опыт проектирования высокоскоростных цифровых, ВЧ и аналоговых схем и систем. Он является научным сотрудником IEEE за его вклад в разработку методологий измерения целостности сигналов и радиочастотного моделирования и моделирования.

Барри Уильямс — главный инженер и член технического персонала Oracle-Sun Microsystems с 2005 года. До прихода в Oracle-Sun Microsystems он 17 лет работал главным инженером в Digital Equipment Corp — Hewlett Packard Co, работая в VAX и Группы Alpha Systems.Автор книги «Системы распределения питания для электронных схем» и является соавтором нескольких представленных документов DesignCon. Выпускник Северо-Восточного университета.

Джейсон Р. Миллер (Jason R. Miller) — главный инженер по аппаратному обеспечению в Oracle Corporation, где он занимается разработкой ASIC, упаковкой ASIC, моделированием и характеристикой межсоединений, а также системным моделированием. Он опубликовал более 40 технических статей по таким темам, как высокоскоростное моделирование и симуляция, а также является соавтором книги «Частотная характеристика распределительных сетей», опубликованной Artech House.Он получил докторскую степень. по электротехнике Колумбийского университета.

Густаво Дж. Бландо (Gustavo J. Blando) — главный инженер по аппаратному обеспечению с более чем десятилетним опытом работы в отрасли. В настоящее время в корпорации Oracle он отвечает за разработку новых процессов и методологий в области широкополосных измерений, высокоскоростного моделирования и моделирования систем. Он получил свой M.S. из Северо-Восточного университета.

Натаниэль Шеннон (Nathaniel Shannon) — инженер по аппаратному обеспечению целостности сигналов в корпорации Oracle.Он отвечает за разработку моделирования целостности сигналов и моделирования высокоскоростных последовательных и параллельных шин, а также моделирования сетей распределения электроэнергии. Он получил свой M.S. из Северо-Восточного университета.


Дополнительные технические документы 2-го симпозиума PCNS можно просмотреть и загрузить в формате pdf на веб-сайте EPCI Academy e-Proceedings :

Какова емкость этого конденсатора?

Автор: Стив Малой, TDK Components USA, Inc.

Часто задаваемые вопросы о старении и его влиянии на емкость.

Вопрос 1: Что такое «старение»?

Старением обычно называют уменьшение емкости с течением времени в конденсаторах EIA класса II. Это естественное и неизбежное явление, которое встречается во всех сегнетоэлектрических составах, используемых в качестве диэлектрического материала. Старение обратимо и происходит из-за изменений кристаллической структуры диэлектрика с температурой и временем.Старение обычно выражается в процентах потери емкости за десятилетие. Поскольку старение имеет логарифмическую природу, наибольшая потеря емкости приходится на первые 10 часов возраста.

Рисунок 1: Характеристики старения емкости.

Примечание. Коэффициент рассеяния также стареет, уменьшаясь в несколько раз быстрее, чем емкость. Кроме того, EIA Class III и IV также демонстрируют характеристики старения. «Официальные» отраслевые определения старения можно найти в EIA-521 и IEC-384-9.

Вопрос 2: В чем разница между конденсатором класса I и конденсатором класса II?

Конденсатор класса I 1 (C0G, C0H, C0K и т. Д.) Изготовлен из керамических материалов, не чувствительных к изменениям температуры, поэтому значение емкости конденсатора измерено при низкой температуре (например, -25 ° C) не будет существенно отличаться от того же конденсатора, измеренного при более высокой температуре (например, 75 ° C). EIA называет их «температурной компенсацией» и измеряется в ppm / ° C.Эти конденсаторы обычно имеют низкие значения емкости из-за керамического материала, из которого они изготовлены, но они демонстрируют почти идеальную стабильность емкости независимо от их температуры, что делает их отличным выбором для приложений, в которых требуется регулирование частоты, таких как радио или телевизионные тюнеры. Пример такой можно найти ниже:

  • C0G = ± 30 частей на миллион в диапазоне температур от -55 ° C до + 85 ° C

Конденсатор класса II 2 (X5R, X6S, X7R) изготовлен из керамических материалов на основе титаната бария, который чувствителен к температуре .Таким образом, существуют различные температурные классификации, указывающие степень чувствительности в заданном диапазоне температур. Эти конденсаторы допускают более высокие значения емкости в небольших корпусах для поверхностного монтажа.

Примеры температурных характеристик класса II 3 приведены ниже:

  • X5R = ± 15% в диапазоне температур от -55 ° C до + 85 ° C
  • X6S = ± 22% в диапазоне температур от -55 ° C до + 105 ° C
  • X7R = ± 15% в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C

Кроме того, конденсаторы, изготовленные на основе титаната бария (Класс II, III и IV), являются сегнетоэлектрическими и, следовательно, подвержены «старению», при котором способность конденсатора удерживать емкость со временем снижается, если оставить его в ненагретом и / или незаряженном состоянии. .Конденсаторы класса I не являются сегнетоэлектрическими и поэтому не стареют.

Вопрос 3: Почему и как стареют конденсаторы из титаната бария?

Со временем внутренняя молекулярная структура изменяется таким образом, что создается выравнивание электрических диполей. Это выравнивание приводит к молекулярной структуре, которая может удерживать меньший электрический заряд, чем когда молекулы находятся в полностью случайном состоянии, например, во время нагрева или монтажа (пайки) на печатной плате. 4

Рисунок 2: Регулировка электрических диполей.

Вопрос 4: Что такое удаление старения?

Удаление старения — это термообработка, используемая для сброса явлений старения. Проще говоря, он перезапускает процесс старения, но не предотвращает его. Нагрев конденсатора выше его температуры Кюри заставляет кристаллическую структуру возвращаться к своей оптимальной невыровненной конфигурации, что приводит к максимальной емкости. TDK рекомендует для удаления старения 150 ° C / 1 час.Примечание. Важно записать время последнего нагрева (TOLH) или время разрушения для будущих измерений емкости.

Вопрос 5: «Старение» — это просто явление TDK?

Нет. Наблюдаемое «старение» характерно для всех производителей керамических конденсаторов классов II, III и IV. Поскольку старение зависит от состава, скорость старения будет варьироваться от производителя к производителю.

Вопрос 6: Как производитель конденсаторов компенсирует старение?

Поскольку емкость конденсаторов на основе BaTiO3 изменяется со временем, старение представляет собой уникальную проблему для производителей компонентов, а именно: «Какова емкость этого конденсатора?»

Подобно условиям испытаний напряжения и частоты, промышленность давно осознала проблему старения и определила стандарт, по которому должны измеряться все конденсаторы: IEC-384-9.Проще говоря, емкость должна быть в пределах указанного допуска для возраста 1000 часов (или TOLH). 5

Изготовитель конденсатора использует известную скорость старения материала и математически определяет пределы допуска емкости для любого момента времени после удаления старения (см. Рисунки 3 и 4 ниже). Компоненты на 100% электрически отсортированы по скорости старения и TOLH. Например, часть с допуском +/- 10% может быть отсортирована как + 13 / -7%, если скорость старения диэлектрического материала составляет 3%.Используя этот метод, производители могут гарантировать, что все конденсаторы будут находиться в пределах допустимого диапазона в течение 1000 часов на основе TOLH.

Рис. 3: Пример пределов сортировки для материала класса I, допуск К.

Рис. 4: Пример пределов сортировки для материала класса II, допуск К.

ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку старение вызывает уменьшение емкости с течением времени, возможно, что емкость будет выше верхнего предела допуска в периоды менее 1000 часов от TOLH и ниже нижнего предела допуска в периоды более 1000 часов от TOLH. ТОЛХ.

Вопрос 7: Как пользователь конденсатора должен компенсировать старение?

Пользователь конденсатора должен ожидать, что конденсаторы классов II, III и IV будут находиться в пределах допустимого диапазона ~ 6 недель (1000 часов) от TOLH, приблизительное время доставки большинства компонентов от производителя к пользователю. Пользователь конденсатора не должен ожидать, что компонент класса II, III или IV будет находиться в пределах допуска на цоколь сразу после пайки, отверждения клея или любых других процессов при повышенной температуре (в результате конденсатор выйдет из строя).

При прогнозировании старения / замедления старения в системах тестирования цепей может потребоваться расширение, чтобы учесть старение конденсатора.

Артикул:

  1. EIA-198-D, стр. I-1
  2. EIA-198-D, стр. I-1
  3. EIA-198-D, Стр. I-3
  4. Холлидей и Резник, Основы физики, 2-е издание, 1981 г., стр. 492
  5. IEC-384-9 (1988), Приложение A

Благодарности:

  1. Джин Уильямс, TDK Components USA, Inc.

Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

научных статей, журналов, авторов, подписчиков, издателей

Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория.
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также получить ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самым широким возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

Срок службы конденсатора — United Chemi-Con

Срок службы алюминиевых электролитических конденсаторов очень зависит от окружающей среды и электрических факторов. К факторам окружающей среды относятся температура, влажность, атмосферное давление и вибрация.Электрические факторы включают рабочее напряжение, ток пульсаций и рабочий цикл заряда-разряда. Среди этих факторов температура (температура окружающей среды и внутренний нагрев из-за пульсаций тока) является наиболее критичным для срока службы алюминиевых электролитических конденсаторов. В то же время такие условия, как вибрация, удары и влажность, мало влияют на фактический срок службы конденсатора.

Факторы ускорения за срок службы

Алюминиевые электролитические конденсаторы проходят ускоренные испытания на ресурс.Испытания на ускорение содержат три фактора (один для температуры, напряжения и пульсации тока), которые показаны следующим уравнением:

L B = L A * A T * A V * A R

Где:
L B = Срок службы при определенных условиях «B»
L A = Срок службы при определенных условиях «A»
A T = Температурный коэффициент ускорения
A В = Коэффициент ускорения напряжения
A R = коэффициент ускорения пульсирующего тока

Влияние температуры на жизнь

Поскольку конденсатор по сути является электрохимическим устройством, повышенные температуры ускоряют скорость химических реакций внутри конденсатора (обычно повышение температуры на 10 ° C удваивает скорость химической реакции).Следовательно, более высокие температуры вызывают ускоренные изменения в уменьшении емкости и увеличении tan d из-за постепенного испарения электролита через уплотнение конденсатора (см. Рисунок 2). Изменение эквивалентного последовательного сопротивления (DESR) может быть мерой потерь электролита, и экспериментально было обнаружено, что оно зависит от температуры, как показано на рисунке 3. На этом рисунке вертикальная ось представляет собой отношение DESR при определенной температуре к нормированному значению. СОЭ при эталонной температуре (60 или 85 ° C для этих примеров).DESR при обеих температурах измеряется за одно и то же время испытания.

Рисунок 2. Зависимость ресурса нагрузки от температуры

Рис. 3. Испытание при ускоренной температуре

Коэффициент температурного ускорения и его взаимосвязь с изменением емкости, ESR и потерями в электролите показаны ниже.

(1) Взаимосвязь между дельта-конденсатором и ESR в зависимости от потери веса электролита (Delta W) при различных температурах в зависимости от времени.Как и следовало ожидать, ухудшение характеристик конденсатора происходит быстрее при более высоких температурах, как показано на рисунке 4. Также обратите внимание, что Delta Cap увеличивается пропорционально потере электролита, тогда как ESR увеличивается более быстро.

Рис. 4. Взаимосвязь между температурой окружающей среды и дельта-конденсатором, ESR и дельтой W

Рисунок 5. Потери электролита при испытании на долговечность в зависимости от температуры

(2) Связь между температурным коэффициентом ускорения и потерей массы электролита.На рис. 5 показаны результаты типичного испытания, в котором потеря массы электролита увеличилась в 1,9 раза при повышении температуры на 10 ° C. ESR показывает аналогичное изменение из-за повышения температуры. Обычно коэффициент температурного ускорения составляет от 1,7 до 2,3, в зависимости от конкретных образцов. Из этих результатов мы можем сформулировать уравнение:

Где:
Дельта T = «температура испытания на ускорение» минус «фактическая рабочая температура»
A T = коэффициент ускорения.

На рисунке 6 показан коэффициент ускорения при различных рабочих температурах для нескольких номиналов конденсаторов по сравнению с работой при 85 ° C.

Рис. 6. Температурный коэффициент ускорения, рассчитанный по изменению СОЭ.
(Коэффициент при 85 ° C определяется как 1.)

Влияние напряжения на жизнь

Напряжение в допустимом рабочем диапазоне мало влияет на фактический ожидаемый срок службы конденсатора. Однако в некоторых случаях или неправильном применении приложенное напряжение может отрицательно сказаться на сроке службы алюминиевого электролитического конденсатора.

(а) Рабочее напряжение

При работе при напряжении, равном или ниже номинального значения, срок службы электролитических конденсаторов меньше зависит от приложенного напряжения, чем от рабочей температуры. На рисунках 7, 8 и 9 показаны результаты долговечных испытаний с различными примененными пониженными напряжениями. Кривые показывают, что срок службы конденсатора существенно не увеличился за счет снижения напряжения. Это связано с использованием надлежащих формующих напряжений для минимизации образования газа и тока утечки.Исходя из этого, мы можем сказать, что когда конденсаторы используются при номинальном напряжении или ниже его, коэффициент ускорения AV равен 1.

Рис. 7. Приложенное напряжение и ожидаемый срок службы при 85 ° C

Рис. 8. Приложенное напряжение и ожидаемый срок службы при 105 ° C

Рис. 9. Приложенное напряжение и ожидаемый срок службы при 85 ° C

(b) Обратное напряжение

Приложение обратного напряжения вызывает внутренний нагрев и окисление катодной фольги, в результате чего образуется газ, как показано в следующей формуле:

2Al + 3H 2 O — 6e -> Al 2 O 3 + 6H +
6H + + 6e -> 3H 2 ^

Это повышение давления может привести к открытию предохранительного клапана или, возможно, к разрушению конденсатора.Износ происходит медленно при обратном напряжении в несколько вольт. (См. Рисунок 10.)

(c) Чрезмерное напряжение

Непрерывное приложение чрезмерных рабочих напряжений быстро увеличивает ток утечки. (См. Рисунки 11 и 12.) Внутренний нагрев и образование газа, вызванные повышенным током утечки, могут разрушить конденсатор.

Рисунок 10. Обратное напряжение при 85 ° C

Рисунок 11. Напряжение и характеристики IDCL

Рисунок 12.Чрезмерное рабочее напряжение при 85 ° C

(d) Зарядка-разгрузка

При проектировании цепей заряда-разряда для тяжелых условий эксплуатации клиентам рекомендуется выбирать конденсаторы, специально разработанные для этого применения. Графики, показывающие характеристики этих конденсаторов при типичных зарядно-разрядных приложениях, показаны на рисунках 13-15.

Рис. 13. Тяжелый режим зарядки-разрядки

Рисунок 14.Тяжелый режим зарядки-разрядки

Алюминиевые электролитические конденсаторы общего назначения демонстрируют быстрое падение емкости, вызванное окислением катодной фольги токами разряда. Кроме того, токи разряда могут вызвать повышение температуры и давления, что приведет к вентиляции и потенциальному разрушению конденсатора.

Скорость износа во время тяжелого режима зарядки-разрядки зависит от температуры и приложенного напряжения. (См. Рисунки 14 и 15.)

Рис. 15. Тяжелый режим зарядки-разрядки

Влияние тока пульсации на жизнь

По сравнению с другими типами конденсаторов, алюминиевые электролитические конденсаторы имеют более высокий tan d и, следовательно, подвержены большему внутреннему тепловыделению при наличии пульсаций тока. Чтобы гарантировать срок службы конденсатора, указывается максимально допустимый ток пульсации продукта.

Когда пульсирующий ток течет через конденсатор, тепло выделяется за счет мощности, рассеиваемой в конденсаторе, что сопровождается повышением температуры.Внутренний нагрев, производимый пульсирующими токами, может быть представлен как:

W = I R 2 * R ESR + V * I L …… .. (1)

Где:
Вт = внутренняя потеря мощности
I R = ток пульсаций
R ESR = внутреннее сопротивление (эквивалентное последовательное сопротивление)
В = приложенное напряжение
I L = ток утечки

Токи утечки при максимально допустимой рабочей температуре могут быть в 5-10 раз выше, чем значения, измеренные при 20 ° C, но по сравнению с I R , l L очень мал и пренебрежимо мал.

Таким образом, уравнение (1) имеет приближение:

W ~ = I R 2 * R ESR ……… (2)

Определение условия, при котором внутренний нагреватель переводится в установившееся состояние с отводом тепла, приводит к следующему уравнению:

R 2 * R ESR = b * A * DeltaT …… .. (3)

Где:
A = (Pi / 4) D (D + 4L) Где: D = диаметр банки, L = длина банки
b = Константа теплопередачи (значение b зависит от размера банки и находится в пределах 0.0007 и 0,0013)
A = Площадь поверхности контейнера
DeltaT = Повышение температуры ядра, вызванное внутренним нагревом

Из уравнения (3) повышение внутренней температуры, вызванное пульсациями тока, определяется по формуле:

DeltaT =… (4)
для (f = 120 Гц)
, где tan d и C измерены при 120 Гц, а w представляет 2Pif

Из уравнения (4) повышение температуры пропорционально внутреннему сопротивлению (R ESR ) и обратно пропорционально константе теплопередачи (b) и площади поверхности банки.Для увеличения допустимого тока пульсаций конденсаторы должны иметь меньшее внутреннее сопротивление (R ESR ), большую площадь поверхности (A) и более высокую константу теплопередачи (b).

Наконец, взаимосвязь между температурой и сроком службы приблизительно соответствует следующему уравнению:

Где:
L 1 = Значительный срок службы при температуре T 1
L 2 = Значительный срок службы при температуре T 2
T 1 = Максимальная номинальная рабочая температура
T 2 = Температура окружающей среды
A = Коэффициент ускорения из-за температуры окружающей среды
DeltaT 1 = Допустимое изменение температуры ядра из-за пульсаций тока при номинальной температуре
DeltaT 2 = Фактическое изменение температуры ядра из-за пульсаций тока в рабочих условиях
K = Коэффициент ускорения из-за к приложенному пульсирующему току

Когда T 2 меньше T 1 , обычно наблюдается следующее:

A ~ = 2 (Этот коэффициент ускорения незначительно меняется в зависимости от серии продукта.)

Коэффициент ускорения K изменяется в зависимости от изменения температуры из-за пульсаций тока и серии продукта.

К ~ = 5 ~ 10

Например, при A = 2, K = 5 (типовой), T 1 = 105 ° C, T 2 = 65 ° C, DT 1 = 5 ° C и DT 2 = 20 ° C в уравнении (1) увеличивает срок службы в 2 раза. Чем ниже рабочая температура, тем дольше ожидаемый срок службы. Для обеспечения еще более длительного срока службы рекомендуется использовать продукты с более высокой максимально допустимой рабочей температурой.

Пульсирующий ток, протекающий через конденсатор, состоит из тока заряда и тока разряда. Когда ток разряда протекает через конденсатор, ток течет к анодному электроду от катодного электрода, так что, в принципе, на катодном электроде может образовываться оксидный слой. Однако на практике это предотвращается подходящей конструкцией конденсатора и выбором катодной фольги. На рисунке 16 показаны некоторые примеры того, как ток пульсации влияет на увеличение ESR во время испытания на ресурс.

Рисунок 16. Изменение ESR при испытании на долговечность с пульсациями тока при 85 ° C

Максимально допустимые токи пульсаций (RMS) обычно указываются при 120 Гц (синусоида). Поскольку внутреннее сопротивление (R ESR ) зависит от частоты, максимально допустимый ток пульсаций зависит от частоты. (См. Таблицу 3.)

Таблица 3. Множитель тока пульсации для частоты
(типовые значения для WV <= 100)

Номинальная емкость (мкФ) Частота (Гц)
50/60 100/120 300 10 К 50 К
4.7 или ниже 0,65 1,00 1,35 1,75 2,30 2,50
от 10 до 47 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 1,80
от 100 до 1000 0,80 1,00 1,15 1,30 1,40 1,50

Чрезмерные токи пульсации сокращают срок службы конденсаторов.При проектировании цепей с высоким током пульсаций заказчик должен выбирать конденсаторы, специально разработанные для работы с более высокими токами пульсаций. (См. Рисунок 17.)

При подаче напряжения переменного + постоянного тока пиковое значение постоянного и наложенного переменного напряжения не должно превышать номинальное напряжение, а нижнее значение не должно опускаться ниже -1 В.

Рис. 17. Продолжительность пульсации тока при 85 ° C

Керамический конденсатор изменения температуры и напряжения

Аннотация: Реальность современных керамических конденсаторов малого форм-фактора — хорошее напоминание о том, что всегда нужно читать техническое описание.В этом руководстве объясняется, как обозначения типов керамических конденсаторов, такие как X7R и Y5V, ничего не говорят о коэффициентах напряжения. Инженеры должны проверить данные, чтобы точно 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 лампы, и постоянная времени RC-цепи в моем проекте просто не казалась правильной.

Я сразу предположил, что на плате установлен неправильный компонент, поэтому я измерил два резистора, составляющих делитель напряжения. Они были в порядке. Снял с платы конденсатор и замерил. Это тоже было хорошо. На всякий случай я купил новые резисторы и конденсатор, затем измерил и установил их. Я включил схему, проверил, что основная операция в порядке, и пошел посмотреть, решена ли моя проблема постоянной времени RC. Не было.

Я тестировал схему в ее естественной среде: в ее корпусе, который сам находился в корпусе, имитирующем «банку» для потолочного освещения.Температура компонентов в некоторых случаях превышала + 100 ° C. Даже за то короткое время, которое мне потребовалось, чтобы повторно протестировать поведение RC, все могло стать довольно жарким. Следующим моим выводом, конечно же, было то, что проблема заключалась в изменении температуры конденсатора.

Я скептически отнесся к этому выводу, так как использовал конденсаторы X7R, которые, как я знал много лет, менялись только на ± 15% до + 125 ° C. Чтобы убедиться и подтвердить свою память, я просмотрел лист данных на конденсатор, который я использовал.Тогда и началось мое перевоспитание керамических конденсаторов.

Общие сведения о некоторых основных типах керамических конденсаторов

Для тех, кто не запомнил эти вещи (как практически все), Таблица 1 показывает буквы и цифры, используемые для типов керамических конденсаторов, и их значение. В этой таблице описываются керамические изделия классов II и III. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что конденсаторы класса I включают обычный тип COG (NPO). Они не так эффективны с точки зрения объема, как те, что указаны в нашей таблице, но они гораздо более устойчивы к условиям окружающей среды и не проявляют пьезоэффектов.Однако те, что указаны в таблице ниже, могут иметь самые разные характеристики; они будут расширяться и сжиматься под действием приложенного напряжения, иногда вызывая слышимое жужжание или звон, пьезоэффекты.

Таблица 1. Типы керамических конденсаторов
1-й символ: низкотемпературный 2-й символ: высокая температура 3-й знак: изменение температуры (макс.)
Char Температура (° C) Число Температура (° C) Char Изменение (%)
Z +10 2 +45 A ± 1.0
Y -30 4 +65 B ± 1,5
X -55 5 +85 С ± 2,2
6 +105 D ± 3,3
7 +125 E ± 4,7
8 +150 F ± 7.5
9 +200 P ± 10
R ± 15
S ± 22
Т +22, -33
U +22, -56
В +22, -82

По моему опыту, из множества типов конденсаторов, перечисленных выше, наиболее распространенными являются X5R, X7R и Y5V.Я никогда не использую Y5V из-за очень 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 диапазона (3-й символ) в указанном диапазоне температур (1-й и 2-й символы). Конденсаторы X7R, которые я использовал, не должны изменяться более чем на ± 15% в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C. Итак, либо у меня была испорченная партия конденсаторов, либо с моей схемой что-то случилось.

Не все модели X7R созданы равными

Поскольку моя проблема с постоянной времени RC была намного сложнее, чем можно было бы объяснить указанным 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 соответствии с условиями, которые я установил. Я выбрал конденсатор на 16 В для работы со смещением 12 В. В паспорте указано, что мой конденсатор 4,7 мкФ обычно обеспечивает 1.Емкость 5 мкФ в этих условиях! Теперь , этот объясняет проблему, которая возникла у моей RC-цепи.

В паспорте тогда было показано, что если я просто увеличу размер конденсатора с 0805 до 1206, типичная емкость в этих условиях будет 3,4 мкФ. Это потребовало дополнительных исследований.

Я обнаружил, что на веб-сайтах Murata и TDK® есть отличные инструменты, которые позволяют отображать изменения конденсаторов в различных условиях окружающей среды. Я исследовал 4.Конденсаторы 7 мкФ различных размеров и номинального напряжения. Рисунок 1 представляет график данных, которые я извлек из инструмента Murata для нескольких различных керамических конденсаторов 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 постоянного тока до 25 В постоянного тока .


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

Обратите внимание, во-первых, что по мере увеличения размера корпуса изменение емкости в зависимости от приложенного напряжения постоянного тока уменьшается, причем существенно.

Второй интересный момент заключается в том, что в зависимости от размера корпуса и керамического типа номинальное напряжение конденсаторов часто не оказывает никакого влияния. Я ожидал, что использование конденсатора с номиналом 25 В при 12 В будет иметь меньшие отклонения, чем конденсатор с номиналом 16 В при том же смещении. Глядя на кривые для X5R в корпусе 1206, мы видим, что компонент с номинальным напряжением 6,3 В действительно работает лучше, чем его братья и сестры с более высоким номинальным напряжением. Если бы мы рассмотрели более широкий спектр конденсаторов, мы бы обнаружили, что такое поведение является обычным.Примерный набор конденсаторов, который я рассматривал, не проявляет такого поведения, как большинство керамических конденсаторов.

Третье наблюдение заключается в том, что для одного и того же корпуса X7R всегда имеют лучшую чувствительность по напряжению, чем X5R. Я не знаю, верно ли это повсеместно, но в моем исследовании так казалось.

Используя данные этого графика, Таблица 2 показывает, насколько уменьшились емкости X7R при смещении 12 В.

Таблица 2.Конденсаторы X7R со смещением 12В
Размер С % от ном.
0805 1,53 32,6
1206 3,43 73,0
1210 4,16 88,5
1812 4,18 88,9
Номинал 4,7 100

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

В моем случае я выбрал самый маленький из доступных пакетов для 4,7 мкФ X7R, потому что размер был проблемой для моего проекта. По своему невежеству я предположил, что любой X7R так же эффективен, как и любой другой X7R — очевидно, что это не так. Чтобы обеспечить надлежащую производительность для моего приложения, мне пришлось использовать пакет большего размера.

Выбор подходящего конденсатора

Очень не хотелось переходить на пакет 1210. К счастью, у меня была возможность увеличить номиналы резисторов примерно в 5 раз и, таким образом, уменьшить емкость до 1.0 мкФ. Рис. 2 представляет график зависимости напряжения нескольких конденсаторов X7R на 16 В, 1,0 мкФ от их «собратьев» на 4,7 мкФ, 16 В, X7R.


Рис. 2. Характеристики конденсаторов 1,0 мкФ и 4,7 мкФ.

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

Но нужно было узнать еще кое-что. Я все еще был сбит с толку. У меня создалось впечатление, что все конденсаторы X7R должны иметь одинаковые коэффициенты напряжения, поскольку использованный диэлектрик был одинаковым, а именно X7R. Я связался с коллегой и экспертом по керамическим конденсаторам ». Он объяснил, что есть много материалов, которые квалифицируются как« 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 нет спецификаций коэффициента напряжения для X7R или любых других типов.

Это очень важный момент, поэтому я повторю его. Производитель может назвать конденсатор X7R (или X5R, или любого другого типа), если он соответствует спецификациям температурного коэффициента, независимо от того, насколько плохой коэффициент напряжения.

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

Поскольку производители конденсаторов производили все меньшие и меньшие компоненты, им приходилось идти на компромисс в отношении используемых материалов.Чтобы получить необходимый объемный КПД при меньших размерах, им пришлось принять худшие коэффициенты напряжения. Конечно, более уважаемые производители делают все возможное, чтобы свести к минимуму негативные последствия этого компромисса. Следовательно, при использовании керамических конденсаторов в небольших корпусах или каких-либо компонентов чрезвычайно важно прочитать техническое описание. К сожалению, часто общедоступные спецификации имеют сокращенный вид и содержат очень мало информации такого рода, поэтому вам, возможно, придется запросить более подробную информацию у производителя.

А как насчет тех Y5V, которые я в итоге отверг? На всякий случай рассмотрим обычный конденсатор Y5V. Я не буду называть производителя этой детали, так как она не хуже Y5V любого другого производителя. Я выбрал конденсатор 4,7 мкФ на 6,3 В в корпусе 0603 и посмотрел на характеристики при 5 В и + 85 ° C. При 5 В типичная емкость на 92,9% ниже номинальной, или 0,33 мкФ. Верно. Смещение этого конденсатора номиналом 6,3 В на напряжение 5 В приведет к получению емкости, которая в 14 раз меньше номинальной. При + 85 ° C при смещении 0 В емкость уменьшается на 68.14%, от 4,7 мкФ до 1,5 мкФ. Теперь вы можете ожидать, что это снизит 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 5 В при комнатной температуре хуже, чем при + 85 ° C. Для ясности: при смещении 0 В в этой части мы видим падение емкости с 4,7 мкФ при комнатной температуре до 1,5 мкФ при + 85 ° C, в то время как при смещении 5 В емкость увеличивается с температурой от 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 своим коллегам или клиентам. Вместо этого я указываю конкретные детали от конкретных поставщиков, данные которых я проверил. Я также предупреждаю клиентов проверять данные при рассмотрении альтернативных поставщиков в производстве, чтобы убедиться, что они не столкнутся с этими проблемами.

Главный урок здесь, как вы, возможно, догадались, — это «читать лист данных» каждый раз, без исключений.Запросите подробные данные, если технический паспорт 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 проверить данные, чтобы точно знать, как конкретный конденсатор будет работать под напряжением.

Наконец, имейте в виду, что по мере того, как мы продолжаем безумно ездить на все меньшие и меньшие размеры, это становится все более серьезной проблемой с каждым днем.

Номер ссылки
  1. Автор хотел бы поблагодарить Криса Беркетта, FAE в TDK, за его объяснения «что, черт возьми, здесь происходило?»

См. Также
Примечания по применению 6014 «Как измерить емкость в зависимости от напряжения смещения на MLCC.«

©, Maxim Integrated Products, Inc.
Содержимое этой веб-страницы защищено законами об авторских правах США и зарубежных стран. Для запросов на копирование этого контента свяжитесь с нами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5527:
РУКОВОДСТВА 5527, г. AN5527, AN 5527, APP5527, Appnote5527, Appnote 5527

maxim_web: en / products / analog / data-converters / ad-converters, maxim_web: en / products / аналоговые / переключатели-мультиплексоры / аналоговые-переключатели-мультиплексоры, maxim_web: en / products / analog / data-converters / da -converters, maxim_web: en / products / comms / optic-communications, maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution, maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution / генераторы, maxim_web: en / products / sensor-and-sensor-interface, maxim_web: en / products / analog / analog-filters, maxim_web: en / products / digital / 1-wire, maxim_web: en / products / microcontrollers, maxim_web: en / products / analog / amps , maxim_web: en / products / power / supervisors-Voltage-monitors-sequencers, maxim_web: en / products / analog / Voltage-reference, maxim_web: en / products / comms / wireless-rf, maxim_web: en / products / analog / data -конвертеры / да-преобразователи / высокоскоростные ЦАП, maxim_web: en / products / digital / ibutton, maxim_web: en / products / digital / memory, maxim_web: en / products / аналоговые / преобразователи данных / цифровые-потенциометры, maxim_web : en / products / comms / powerline-network , maxim_web: en / products / analog / video, maxim_web: en / products / industries / military-aerospace, maxim_web: en / products / comms / te-carrier-comms, maxim_web: en / products / industries / automotive, maxim_web: en / products / analog / audio, maxim_web: en / products / digital / rtc, maxim_web: en / products / industries / metering-energy, maxim_web: en / products / embedded-security

maxim_web: en / products / analog / data-converters / ad-converters, maxim_web: en / products / аналоговые / переключатели-мультиплексоры / аналоговые-переключатели-мультиплексоры, maxim_web: en / products / analog / data-converters / da -converters, maxim_web: en / products / comms / optic-communications, maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution, maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution / генераторы, maxim_web: en / products / sensor-and-sensor-interface, maxim_web: en / products / analog / analog-filters, maxim_web: en / products / digital / 1-wire, maxim_web: en / products / microcontrollers, maxim_web: en / products / analog / amps , maxim_web: en / products / power / supervisors-Voltage-monitors-sequencers, maxim_web: en / products / analog / Voltage-reference, maxim_web: en / products / comms / wireless-rf, maxim_web: en / products / analog / data -конвертеры / да-преобразователи / высокоскоростные ЦАП, maxim_web: en / products / digital / ibutton, maxim_web: en / products / digital / memory, maxim_web: en / products / аналоговые / преобразователи данных / цифровые-потенциометры, maxim_web : en / products / comms / powerline-network , maxim_web: en / products / analog / video, maxim_web: en / products / industries / military-aerospace, maxim_web: en / products / comms / te-carrier-comms, maxim_web: en / products / industries / automotive, maxim_web: en / products / analog / audio, maxim_web: en / products / digital / rtc, maxim_web: en / products / industries / metering-energy, maxim_web: en / products / embedded-security

% PDF-1.5 % 186 0 obj> эндобдж xref 186 39 0000000016 00000 н. 0000001842 00000 н. 0000001981 00000 н. 0000002120 00000 н. 0000002249 00000 н. 0000002665 00000 н. 0000002699 00000 н. 0000002827 00000 н. 0000002954 00000 н. 0000003789 00000 н. 0000003825 00000 н. 0000004015 00000 н. 0000004089 00000 н. 0000004161 00000 п. 0000004234 00000 п. 0000005082 00000 н. 0000005944 00000 н. 0000006698 00000 н. 0000006893 00000 н. 0000007083 00000 н. 0000008122 00000 н. 0000009044 00000 н. 0000009342 00000 п. 0000010209 00000 п. 0000011212 00000 п. 0000011455 00000 п. 0000011785 00000 п. 0000011903 00000 п. 0000012710 00000 п. 0000012949 00000 п. 0000013038 00000 п. 0000013996 00000 п. 0000015037 00000 п. 0000015861 00000 п. 0000016823 00000 п. 0000017721 00000 п. 0000020391 00000 п. 0000023364 00000 п. 0000001101 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 224 0 obj> поток Mouv | a Ք d.) / P -1340 / R 3 / U (\) H] `XbN \ nylJ [\ n>) / V 2 >> эндобдж 188 0 объект> эндобдж 189 0 objX) / DR> / Кодировка >>>>> эндобдж 190 0 obj> / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / ExtGState >>> / Type / Page >> эндобдж 191 0 obj [192 0 R 193 0 R] эндобдж 192 0 obj> / H / I / Border [0 0 0] / Type / Annot >> эндобдж 193 0 obj> / H / I / Border [0 0 0] / Type / Annot >> эндобдж 194 0 объект> эндобдж 195 0 obj [/ ICCBased 221 0 R] эндобдж 196 0 obj> эндобдж 197 0 obj> эндобдж 198 0 obj> эндобдж 199 0 объект> эндобдж 200 0 obj> поток ba \ ߚ s: y> ^ TZ ‘ ) crM5Yay /] e1 ~ 뢎 J «+ S`0 & Fl!» 3t-LYUOOt.ŞYByVfdT &% Y! H̶y2u

% PDF-1.4 % 78 0 объект > эндобдж xref 78 30 0000000015 00000 н. 0000001776 00000 н. 0000001921 00000 н. 0000001956 00000 н. 0000002011 00000 н. 0000002132 00000 н. 0000002293 00000 н. 0000002442 00000 н. 0000002574 00000 н. 0000002807 00000 н. 0000003028 00000 н. 0000003505 00000 н. 0000004246 00000 н. 0000004893 00000 н. 0000005143 00000 н. 0000005545 00000 н. 0000006138 00000 п. 0000006616 00000 н. 0000006846 00000 н. 0000007068 00000 н. 0000012346 00000 п. 0000021022 00000 п. 0000025590 00000 п. 0000030949 00000 п. 0000033636 00000 п. 0000034503 00000 п. 0000034840 00000 п. 0000034909 00000 п. 0000034986 00000 п. 0000035061 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 79 0 объект > эндобдж 80 0 объект > эндобдж 81 0 объект > эндобдж 82 0 объект > эндобдж 83 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState >>> эндобдж 84 0 объект > эндобдж 85 0 объект > эндобдж 86 0 объект > / DW 1000 / Тип / Шрифт >> эндобдж 87 0 объект > эндобдж 88 0 объект > эндобдж 89 0 объект > эндобдж 90 0 объект > эндобдж 91 0 объект > эндобдж 92 0 объект > эндобдж 93 0 объект > эндобдж 94 0 объект > эндобдж 95 0 объект > эндобдж 96 0 объект > эндобдж 97 0 объект > ручей x [r # Grz و-] 0 DbF ܝ IHzjCxA @ Q ‘3 / -] YUYyϬVԗoS.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *