淺談阻容元器件選擇

1、淺談阻容元器件的選擇淺談阻容元器件的選擇PAGEPAGE11淺談阻容元器件的選擇PAGE淺談阻容元器件的選擇中國船舶重工公司第七研究院第707研究所李長(zhǎng)娜冷述偉綱領(lǐng):電路道理策劃完成后，產(chǎn)品性能的堅(jiān)固可靠與否，往拄與采用的元器件參數(shù)、等級(jí)、質(zhì)量等親密相關(guān)，策劃者應(yīng)針對(duì)產(chǎn)品運(yùn)用情況和電性能的要求，正確提出對(duì)元件參數(shù)的詳確要求，包括標(biāo)稱值、精度及誤差要求、堅(jiān)固性要求、溫度限制要求、安裝尺寸和與電路性能親密相關(guān)的其余要求.凡是高性能的元器件，比喻有可靠性要求或精度、堅(jiān)固性要求的元器件，其外形尺寸比正常要求的產(chǎn)品要大得多。這就要求策劃人員在PCB策劃從前，針對(duì)開發(fā)的產(chǎn)品使用情況條件的要求，合理選擇相映

2、等級(jí)的元件.元器件生產(chǎn)商會(huì)在自己的產(chǎn)品目錄中詳確列生產(chǎn)品的型號(hào)及對(duì)應(yīng)的參數(shù)，編制采買文件時(shí)，應(yīng)在型號(hào)欄注明詳確的型號(hào)。嚴(yán)格講，這些參數(shù)應(yīng)在電路道理策劃時(shí)隨時(shí)在電路中限制。現(xiàn)就常常使用組容元件(包括電容器、電阻器、電感器等)型號(hào)及參數(shù)的詳確含意進(jìn)行分析，供策劃人員參照選擇.一、電容器常常使用的電容分為多層陶瓷電容器、固體電解質(zhì)擔(dān)電容器和鋁電解電容器三大類，辯講解明以下。1.1多層陶瓷電容器多層陶瓷電容器是由陶瓷電介質(zhì)和金屬交替組成，按弓線模式的不一樣樣，分為多層片狀陶瓷電容器、徑向引線陶瓷電容器和電容采集(排容)多層陶瓷電容器三種。平時(shí)地講，多層片狀陶瓷電容器就是表貼電容，首要特色是體積小，容量

3、大，常常使用的0805,1210封裝電容均屬這一種;徑向引線陶瓷電容器就是針式引腳電容;電容采集也叫排容，就是一個(gè)封裝里有幾個(gè)凡是是4個(gè))電容，目標(biāo)是節(jié)儉PCB空間提升安裝密度。1.1.1多層片狀陶瓷電容器型號(hào)說明多層片狀陶瓷電容器型號(hào)中正常包括品種、封裝尺寸、介質(zhì)品種、容量、誤差、耐壓、端頭資料及包裝模式等，以華達(dá)電子有限公司產(chǎn)品為例，對(duì)產(chǎn)品型號(hào)的組成說明以下:CC410805CG102K500NTabcdefgh元件分類:表記有CC41與CT41兩類CC41:I類片狀電容器;CT41:11類片狀電容器。(2)封裝尺寸:按EIA代號(hào)表記，從0603到3035共7種數(shù)值表示氏x寬，換算到公制尺

4、寸見表to表1封裝尺寸(氏x寬)的公英制比較表記英制(inches)公制表記04020.040.02100506030.060.03160808050.080.05201212060.120.06321612100.120.10322518120.180.12453222250.220.255764(3)介質(zhì)品種:表記有共4種CG:COG(NPO)介質(zhì)，I類電介質(zhì)。電氣性能最堅(jiān)固，基本上不隨溫度、電壓、時(shí)間的改變而改變，合用于對(duì)堅(jiān)固性要求高的高頻電路;X7R(2X1)介質(zhì)，11類電介質(zhì)。電氣性能較堅(jiān)固，在溫度、電壓、時(shí)間改變時(shí)，性能的改動(dòng)其實(shí)不顯然，合用于隔直、禍合、旁路與對(duì)容量堅(jiān)固性要求不太

5、高的鑒頻電路。種強(qiáng)電介質(zhì)，所以能造出比NPO介質(zhì)更大的電容器:X7R是一F:Y5V(2F4)介質(zhì)，II類電介質(zhì)。Z5U介質(zhì)，11類電介質(zhì)。這兩種電介質(zhì)都擁有較高的介電常數(shù)，常常使用于比容較大、標(biāo)稱容量較高的大容量電容器，但其容量堅(jiān)固性比X7R差，容量、耗費(fèi)等對(duì)溫度、電壓等測(cè)試條件較敏感。(4)標(biāo)稱容量:單位pF容量的表示方式正常采用三位數(shù)字，第一、第二位是合用數(shù)字，第三位表示點(diǎn)用R表示。如:100=10pF;107=100uF;3R3=3.3pF等等。0的個(gè)數(shù)，小數(shù)容量誤差:共11檔，見表20表2容量誤差限制表記B(pF)C(pF)D(pF)FGJKMS誤差士0.10士0.25Zp+80%-2

6、0%+100%0土0.5土1.0%土2.0土5.0%土10%土20+50%-20%其中三檔只合用于10pF以下的標(biāo)稱容量。由于陶瓷電容器的容量誤差限制很大，誤差限制。建議濾波電路使用的選擇K或所以在選擇時(shí)必然要針對(duì)電路要求，M檔。給出贊同的(6)額定電壓:單位V額定電壓是電容器贊同施加的最高電壓，正常從16V到2000V共9檔，表示方式也是第一、第二位是合用數(shù)字，第三位表示0的個(gè)數(shù)。(7)端頭資料:S為純銀端頭，N為三層電鍍?nèi)龑与婂?銀、鎳、錫)端頭擁有耐焊性能優(yōu)秀，端頭物理強(qiáng)度高，可焊性好的特色，適合自動(dòng)貼片焊接和手工焊接。(8)包裝模式:無標(biāo)志為散包裝，T為編帶包裝，B為袋式包裝。需要進(jìn)行

7、回流焊的元件，應(yīng)選擇T需要說明的是，誠然這一型號(hào)說明是以特定的產(chǎn)品為例，但也擁有必然的寬泛意義，除了型號(hào)分類表記不一樣樣廠家有自己的界說，正常標(biāo)稱容量、額定電壓、容量誤差等級(jí)和端頭資料和包裝模式等各個(gè)廠家的標(biāo)志基本一致。但在尺寸表記上，國內(nèi)有些廠家會(huì)采用公制尺寸表示，選擇時(shí)應(yīng)留神區(qū)分。1.1.2電容采集日前我們常常使用的電容采集，正常是4個(gè)片容封裝在一起的，能夠節(jié)儉PCB空間，提升裝配密度，減少安裝次數(shù)。仍以華達(dá)電子有限公司產(chǎn)品為例，說明電容采集型號(hào)組成:CA03CG102K500NT2abcdefghi元件分類:CA系列即為電容采集。封裝尺寸:有03和02兩種，03表示0603x4規(guī)格，02

8、表示0402x4規(guī)格。一h同，表示厚度:1=0.8mm,2=1.Omm,3=1.2mme1.1.3徑向引線陶瓷電容器徑向引線陶瓷電容器與多層片狀陶瓷電容器型號(hào)僅在a,g項(xiàng)有所差異，在元件品種a上，徑向引線陶瓷電容器用CC4和CT4區(qū)分I.II類，而在g項(xiàng)，多層片狀陶瓷電容器惟有兩種端頭，而徑向引線陶瓷電容器引腳形狀有多種不一樣樣形狀，且每一廠家還各不一樣樣，采用時(shí)查閱相關(guān)器件學(xué)習(xí)手冊(cè)。1.2擔(dān)電容器固體電解質(zhì)擔(dān)電容器是用二氧化錳作電介質(zhì)的極性電容器，有片式和徑向引線兩種。片式擔(dān)電容器采用模壓塑封，密封性好，擁有體積小、重量輕、電性能堅(jiān)固可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。以華達(dá)電子有限公司產(chǎn)品為例，片式擔(dān)電容

9、器型號(hào)組成以下:CA45D476MCTabcdef(1)元件分類:CA45系列為片式固體電解質(zhì)擔(dān)電容器:外形尺寸:用A一五種符號(hào)表示，見表30表3片式f-)電容外形尺寸表記長(zhǎng)(mm)寬(mm)高(mm)A3.21.61.6B3.52.81.9C6.03.22.6D7.34.32.8F7.34.34.1標(biāo)稱容量:單位pF。表示方式同客量誤差:表示方式同，但惟有K、M兩檔。額定電壓:用字母表示。見表40表4片式to.電容額定電煒表記GJACDEVH鋁電解電容是以經(jīng)過蝕刻的高純度鋁箔看作陽極，以浸有電解液的薄紙或布做陰極組成的極性電容器，擁有容量大、耐壓高的特色，但其壽命隨溫度的高升低降很快。數(shù)字電

10、路中使用的鋁質(zhì)電解電容正常常使用于電源圓滑濾波，除容量、耐壓、容量誤差、工作溫度、封裝尺寸等熟知的參數(shù)外，還有兒個(gè)相關(guān)電容器質(zhì)量的重要參數(shù)，包括耗費(fèi)角正切、漏電流、等效串連電阻ESR、贊同的紋波電流、使用壽命等。這些參數(shù)不標(biāo)在制品封裝外皮上，只在產(chǎn)品規(guī)格書中表現(xiàn)的，但這些參數(shù)有也許是關(guān)系電路性能的重點(diǎn)。(1)耗費(fèi)因子(DissipationFactor)耗費(fèi)角正切值(tan占)耗費(fèi)自然愈低愈好。所有電容器都有耗費(fèi)，但鋁電解電容耗費(fèi)相當(dāng)高，且與溫度、容量、電壓、頻率等都相關(guān)系。當(dāng)容量相同時(shí)，耐壓愈高的DF值就愈低;而溫度高升DF值愈高，頻率愈高DF值也會(huì)愈高。(2)漏電流(LeakageCurr

11、ent)鋁電解電容在工作時(shí)會(huì)發(fā)生漏電流，自然也要愈低愈好。電容器容量愈高，漏電流就愈大;額定電壓愈高，漏電流也愈大，所以變低工作電壓亦可變低漏電流。(3)等效串連電阻(EquivalentSeriesResistance)電容器因其構(gòu)造而發(fā)生各樣阻抗、感抗，比較重要的就是等效串連電阻ESR,ESR的上下與電容器的容量、電壓、頻率及溫度都相關(guān)，當(dāng)額定電壓固準(zhǔn)時(shí)，容量愈大ESR愈低。有人用并聯(lián)電阻阻抗小的理論，將多顆小電容并接成一顆大電容以變低阻抗。但假如考慮電容管腳焊點(diǎn)的阻抗，以小并大不見得有益。當(dāng)容量固準(zhǔn)時(shí)，耐壓越高ESR越低;頻率越高ESR低;自然，高溫會(huì)形成ESR的提升。(4)紋波電流Ir

12、ac(RippleCurrent)前面提到的DF.漏電流、ESR等，其值都是愈低愈好，但紋波電流倒是愈高愈好。要大電流送出時(shí)，電源圓滑濾波電容器的紋波電流就顯得格外突出。紋波電流與頻率恰好成正比。(5)使用壽命電容器的壽命依賴于情況溫度，在額定溫度限制內(nèi)，每變低1o度使用壽命會(huì)增添I倍，而超出額定溫度使用，會(huì)大大縮短電容器的使用壽命。重要的參數(shù)清楚了，可否是選DF.漏電流、ESR愈低，紋波電流愈高的鋁電解電容愈好呢？問題憂如不是那么簡(jiǎn)單，性能提升的代價(jià)是體型的肥大和價(jià)格的提升。所以，鋁電解電容的選擇必要慎重，既要兼?zhèn)湫阅芤?，又要考慮封裝尺寸，在策劃時(shí)必然要針對(duì)系統(tǒng)要求，仔細(xì)查閱相關(guān)的產(chǎn)品學(xué)習(xí)

13、手冊(cè)，仔細(xì)判斷適合的型號(hào)。出名的電容器生產(chǎn)廠商有Sanyo,Samsung.Rubycon.AVX/Cyocera等，國內(nèi)4326廠、三和電機(jī)等也有高性能的鋁電解電容。每一廠商的型號(hào)編號(hào)不一樣樣，參數(shù)也不一樣樣，使用時(shí)要查閱相關(guān)產(chǎn)品目錄。1.4電容器使用指南最基本的，電容器應(yīng)在額定電壓和溫度情況下使用，并且考慮降額策劃。關(guān)于陶瓷電容器，當(dāng)電容器的特色直接影響電路的頻率、時(shí)間常數(shù)的穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)，要求電容器的容量及其余參數(shù)必要堅(jiān)固，此時(shí)應(yīng)采用I類介質(zhì)COG(NPO)電容器。而在電路中如做禍合、隔直、旁路、濾波等用途時(shí)，對(duì)容量堅(jiān)固度要求不是很高，能夠采用11類介質(zhì)電容器。極性電容如擔(dān)電容器和鋁電解電容使用

14、時(shí)還要幸免施加反向電壓。擔(dān)電解電容與鋁電解電容比較，擁有性能堅(jiān)固，溫度和頻率特色好、漏電流小等優(yōu)點(diǎn)，但是擔(dān)電容的容量及耐壓都比鋁電解電容要低。使用固體電解質(zhì)擔(dān)電容器還要特別留神以下幾點(diǎn):關(guān)于反向電壓固體電解質(zhì)極性擔(dān)電容器，正常不一樣樣意加反向電壓，并且不能夠在純交流電路中使用。若在不得己的情況下，贊同在短時(shí)間內(nèi)施加小量的反向電壓，其值為:25下:510%UR或1V(取小者);850C下:550/UR或0.5V(取小者)。125C下:51%UR或0.1V(取小者)。準(zhǔn)則上禁止使用三用表電阻擋對(duì)有擔(dān)電容器的電路或電容器自己進(jìn)行不分極性的測(cè)試了當(dāng)電路全體采用了35V以上(含35V)固體擔(dān)電容器(或全

15、擔(dān)電容器)時(shí)，應(yīng)能承受三用表1.5V電源的反向測(cè)試，9V電源則應(yīng)絕對(duì)禁止。在測(cè)量使用經(jīng)過中，如不慎對(duì)液體擔(dān)電容器施加了反向電壓或?qū)腆w擔(dān)電容器施加了超過劃定的反向電壓，則該電容器應(yīng)報(bào)廢辦理，即便其各項(xiàng)電參數(shù)仍是及格，由于產(chǎn)品由反向電壓形成的質(zhì)量隱患有必然的隱藏期，在當(dāng)時(shí)其實(shí)不用然能表現(xiàn)出來。關(guān)于紋波電流紋波電暢經(jīng)過擔(dān)電容器時(shí)發(fā)生了有功功率耗費(fèi)，進(jìn)而電容器自己溫升致使的熱擊穿作廢幾率增大，所以有必要對(duì)經(jīng)過電容器的紋波電流或電容量贊同的功率耗費(fèi)進(jìn)行限制。降額使用正常鉭電容器的額定溫度為850C，種類溫度為1250C。在電路策劃中，應(yīng)采用降額策劃，當(dāng)情況溫度不大于85時(shí)，降額的基準(zhǔn)為額定電壓:當(dāng)情況

16、溫度大于85時(shí)，降額基準(zhǔn)為種類電壓，種類電壓約為額定電壓的。.65倍。假如低阻抗電路，建議使用電壓設(shè)定在額定電壓的1/3以下。鉭電容器在電路中，應(yīng)控制剎時(shí)大電流對(duì)電容器的打擊。建議串連電阻以減緩這種打擊，串連電阻R30/V，以限制電流在300mA以下:當(dāng)串連電阻小于3歐每伏時(shí)，則招考慮進(jìn)一步的降額策劃，否則產(chǎn)品可靠性將相映變低。當(dāng)電容器用于濾波電路時(shí)，降額系數(shù)最少應(yīng)為0.5。鉭電容器的作廢率是對(duì)直流額定值而言(850C,額定電壓)，并且因使用條件(情況溫度、施加電壓、電路電阻等)的不一樣樣而不一樣樣。在實(shí)質(zhì)電路中，常常存在電壓或電流的峰值打擊及紋波電流，或其余不測(cè)電打擊，所以實(shí)質(zhì)使用中的降額策

17、劃是必要的。建議正常降額至65UR以下，當(dāng)情況溫度大于85時(shí)，招考慮第1條降額基準(zhǔn)下的降額。(4)焊接要求片式鉭電容器無論是手動(dòng)焊仍是回流焊，都應(yīng)幸免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，省得蕩滌不干凈后浸透、腐化和分別，進(jìn)而影響其可靠性。建議用免蕩滌助焊劑。若要蕩滌，建議使用溶劑:異丙醇，時(shí)間應(yīng)不超出5分鐘;建議不要用超聲波蕩滌。片式鉭電容器介紹的焊接條件為235C,10秒。采用回流焊或波峰焊，最高預(yù)熱溫度為1500C,最長(zhǎng)久5分鐘，建議溫度更低，時(shí)間更短，以擔(dān)保電容器有優(yōu)秀的電性能和高可靠性。手工焊接:烙鐵30W,235C,10秒。二、電感器電感器在數(shù)字電路中的功能正常是控制高頻0.音和高密度組裝線

18、路的抗攪亂，糾止數(shù)字信號(hào)。片式電感器有以下兒種:繞線型片式電感器包括陶瓷芯和鐵氧體芯，Q值和自諧頻率較高，合用于高頻;疊層式片式電感器，封閉磁路，無交互攪亂，可靠性高，適于與高密度安裝;片式磁珠，控制和撤消電磁謝頻攪亂，可在較寬的頻率限制使用。三、電阻器電阻器的組成有碳膜、金屬膜、厚膜，應(yīng)按電路使用情況的要求，判斷需要的電阻器的功率和耐壓及精度要求。片式電阻采用厚膜工藝，正常0603封裝的額定功率是1/16W，而1206封裝的電阻額定功率是1/8W.PCB策劃中不能夠隨意改變道理策劃時(shí)判斷的規(guī)格。比喻，道理策劃是1/8W電阻，但PCB策劃時(shí)為了走線利便，想改成1/16W(0603封裝)，此時(shí)必

19、要計(jì)算核實(shí)0603封裝的額定功率和耐壓可否能知足電路要求，不能夠隨意更正。阻值誤差是電阻器的一個(gè)重要參數(shù)，正常為t5%。采用高精度要求的電阻器應(yīng)參照EIA系列表記合理選擇阻值，特別要求需定做。E-24系列有24種標(biāo)稱值，E-%系列有96個(gè)標(biāo)稱值，E-24系列的標(biāo)稱值在E-%系列不用然是合法的。如1.6是E-24系列的標(biāo)稱值，但E-96系列沒有這個(gè)值，選擇時(shí)必然要查閱相映的產(chǎn)品規(guī)格書。電阻器的產(chǎn)品命名方式參數(shù)較少，正常有產(chǎn)品型號(hào)、尺寸代號(hào)、誤差、阻值和包裝模式組成。尺寸代號(hào)合用EIA代號(hào)的后兩位表記的(如華達(dá)電子)，02”表示0402封裝，03表。603封裝等等，也有圓滿按EIA代號(hào)表記的，所以

20、在選擇產(chǎn)品型號(hào)時(shí)，應(yīng)留神不一樣樣廠家的差異;則代誤差代號(hào)與電容器中的表記代號(hào)一致般誤差為J;:但常常使用惟有F(月%)、G任2%),J(土5%)三檔，一標(biāo)稱阻值代號(hào):有兩種表示方式E24系列和E96系列。E24系列:誤差F(土l%),G(土2%),J(土5%),阻值用三位數(shù)字表示，前兩位為合用數(shù)，后一位為零的個(gè)數(shù)。例:工01=10 x工01;7R5=7.5。合用的標(biāo)稱值見表6表6E24系列標(biāo)稱值1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1E96系列:誤差等級(jí)F（土1%),G(土2%),阻值代號(hào)用

21、四位數(shù)字表示，前三位為合用數(shù)，后一個(gè)為零的個(gè)數(shù)。例1001=100 x101=1000;47R5=47.5。合用的標(biāo)稱值見表7表7E96系列標(biāo)稱值1.001.021.051.071.101.131.151.181.211.241.271.301.331.371.401.431.471.501.541.581.621.651.691.741.781.821.871.911.962.002.052.102.152.212.262.322.372.432.492.552.612.672.742.802.872.943.013.093.163.243.323.403.483.573.653.743.833.924.024.124.224.324.424.534