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贴片电容选型指南及优缺点(一)

【导读】电容器是电路中的基础元器件,铝电解电容因其价格便宜,容量大被广泛使用。随着电子产品的微型化,电解电容因为体积大,波纹电流导致的自身发热问题,逐渐被贴片电容替代。

随着技术发展,MLCC体积可以做的越来越来小,达到了0201,容值也不断增加,具有节省了空间,抑制波纹,延长寿命的优点。但MLCC的ESR(等效串联电阻)较小的特点却起到了反效果,由于会产生异常振动以及反共振的情况,因此在更换时需要格外注意。

● 随着技术的进步,数10~100μF以上的大容量MLCC实现产品化,从而可用其更换电解电容器。电解电容器的寿命为10年,但几乎没有任何要素会缩短MLCC的寿命。

● 输出电容器中电解电容也不断被更换为MLCC

● 使用模拟电路等更换去耦电容器的情况越来越多。

各类电容器使用注意事项

贴片电容选型指南及优缺点(一)

容量大,但会因自己发热容易导致寿命变短的电解电容器

电容器的ESR会根据频率不同而发生变化。

将某一频率中电容器的ESR表示为R,波纹电流表示为I,则RI2的电力出现热损耗,从而使电容器自己发热。

电解电容器拥有大容量的特点,但由于其ESR过高,因此波纹电流导致发热过大是其缺点。

电容器可接受的波纹电流上限值称为允许波纹电流。若使用时超过允许波纹电流时会缩短电容器的寿命。

贴片电容选型指南及优缺点(一)

注:ESR与波纹电流

理想的电容器是只有静电容量的元件,但现实中,其还拥有因电极带来的电阻成分与电感成分。电路图中无法标识的电阻成分称为ESR(等效串联电阻)、电感成分称为ESL(等效串联电感)。

贴片电容选型指南及优缺点(一)

直流电流虽然是以一定电压并沿一个方向流动的电流,但电源电路的直流电流中重叠有噪声电流等各类交流成分。例如,通过对商用交流电进行整流(全波整流)后得到的直流电流中包含有周期为商用交流电2倍的微波(波纹)状脉动电流。同时,开关方式的DC-DC转换器中,直流电压重叠有开关周期的脉动电流。这些均称为波纹电流。

贴片电容选型指南及优缺点(一)

铝电解电容器的寿命为10年

铝电解电容器的静电容量大,价格低,因此广泛使用于电子设备中,但其有使用寿命,因此在使用时需要特别注意。铝电解电容器的寿命一般为10年左右。这是由于电解液干涸(蒸发)导致静电容量降低而引起的(容量流失)。

电解液的消失量与温度有关,其基本符合被称为"阿伦尼乌斯定律"的化学反应速度理论。该定律表示,若使用温度上升10℃则寿命会变为原来的2分之1,若下降10℃则寿命会变为原来的2倍,因此10℃ 2倍定律。因此,在波纹电流导致自己发热较大的条件下进行使用时,寿命将会进一步缩短。

同时,电解液的干涸也会使ESR上升。直流电压与波纹电压重叠时,需要注意波纹电压的峰值不要超过额定电压(耐压)。电源电路等使用额定电压为输入电压3倍左右的电容器。

贴片电容选型指南及优缺点(一)

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