北京C5750X7S2A106KT000N厂家-深圳市茂源时

深圳市茂源时代主营产品型号：C5750X7S2A106KT000N,ACM4520-142-2P-T000等多种型号的贴片电容，市场主要负责地区有：深圳、杭州、上海、浙江、北京、江苏、华强北等，公司以“诚信、奋斗、共赢”为经营理念和价值，通过提供好的产品和服务，赢得了国内外大批价值客户的青睐和肯定，逐渐在业界树立起公司良好商誉。

电容的应用与选型

器件选型，其实就是从器件的规格书上提取相关的信息，判断是否满足产品的设计和应用的要求。

3.1 概述

电容作为一个储能元件，可以储存能量。外部电源断开后，电容也可能带电。因此，安全提示十分必要。有些电子设备内部会贴个高压危险，小时候拆过家里的黑白电视机，拆开后看到显像管上贴了个高压危险，那时就有个疑问，没插电源也会有高压吗？工作后，拆过几个电源适配器，被电的回味无穷……

关于电容，这篇说得太详细了

回归正题，电容储能可以做如下应用： 储存能量就可以当电源，例如**级电容；

存储数据，应用非常广。动态易失性存储器(DRAM)就是利用集成的电容阵列存储数据，电容充满电就是1，放完电就是0。各种手机、电脑、服务器中内存的使用量非常大，因此，内存行业都可以作为信息产业的*了。

此外，电容还可以用作：

定时：电容充放电需要时间，可以用做定时器；还可以做延时电路，较常见的就是上电延时复位；一些定时芯片如NE556，可以产生三角波。

谐振源：与电感一起组成LC谐振电路，产生固定频率的信号。

利用电容通高频、阻低频、隔直流的特性，电容还可以用作：

电源去耦

电源去耦应该是电容较广泛的应用，各种CPU、SOC、ASIC的周围、背面放置了大量的电容，目的就是保持供电电压的稳定。

首先，在DCDC电路中，需要选择合适的输入电容和输出电容来降低电压纹波。需要计算出相关参数。

关于电容，这篇说得太详细了

此外，像IC工作时，不同时刻需要的工作电流是不一样的，因此，也需要大量的去耦电容，来保证工作电压得稳定。

耦合隔直

设计电路时，有些情况下，只希望传递交流信号，不希望传递直流信号，这时候可以使用串联电容来耦合信号。

例如多级放大器，为了防止直流偏置相互影响，静态工作点计算复杂，通常级间使用电容耦合，这样每一级静态工作点可以独立分析。

例如PCIE、SATA这样的高速串行信号，通常也使用电容进行交流耦合。

旁路滤波

旁路，顾名思义就是将不需要的交流信号导入大地。滤波其实也是一个意思。在微波射频电路中，各种滤波器的设计都需要使用电容。此外，像EMC设计，对于接口处的LED灯，都会在信号线上加一颗滤波电容，这样可以提高ESD测试时的可靠性。

3.2 铝电解电容

3.2.1 铝电解电容(湿式)

铝电解电容(湿式)无论是插件还是贴片封装，高度都比较高，而且ESR都较高，不适合于放置于IC附近做电源去耦，通常都是用于电源电路的输入和输出电容。

关于电容，这篇说得太详细了

原图来自KEMET规格书

容值

从规格书中获取电容值容差，通常铝电解电容的容差都是±20%。计算较大容值和较小容值时，各项参数要满足设计要求。

额定电压

铝电解电容通常只适用于直流场合，设计工作电压至少要低于额定电压的80%。对于有浪涌防护的电路，其额定浪涌电压要**防护器件(通常是TVS)的残压。

例如，对于一些POE供电的设备，根据802.3at标准，工作电压较高可达57V，那么选择的TVS钳位电压有90多V，那么至少选择额定电压100V的铝电解电容。此时，也只有铝电解电容能同时满足大容量的要求。

关于电容，这篇说得太详细了

原图来自Littelfuse的TVS规格书

耗散因数

设计DCDC电路时，输出电容的ESR影响输出电压纹波，因此需要知道铝电解电容的ESR，但大多数铝电解电容的规格书只给出了耗散因数tanδ。可以根据以下公式来计算ESR：

ESR = tanδ/(2πfC)

例如，120Hz时，tanδ为16%，而C为220uF，则ESR约为965mΩ。可见铝电解电容的ESR非常大，这会导致输出电压纹波很大。因此，使用铝电解电容时，需要配合使用片状陶瓷电容，靠近DCDC芯片放置。

随着开关频率和温度的升高，ESR会下降。

额定纹波电流

电容的纹波电流，要满足DCDC设计的输入和输出电容的RMS电流的需求。铝电解电容的额定纹波电流需要根据开关频率来修正。

关于电容，这篇说得太详细了

寿命

铝电解电容的寿命比较短，选型需要注意。而寿命是和工作温度直接相关的，规格书通常给出产品较高温度时的寿命，例如105℃时，寿命为2000小时。

根据经验规律，工作温度每下降10℃，寿命乘以2。如果产品的设计使用寿命为3年，也就是26280小时。则10*log2(26280/2000)=37.3℃，那么设计工作温度不能**过65℃。

3.2.2 聚合物铝电解电容

像Intel的CPU这样的大功耗器件，一颗芯片80多瓦的功耗，核电流几十到上百安，同时主频很高，高频成分多。这时对去耦电容的要求就很高：

· 电容值要大，满足大电流要求；

· 额定RMS电流要大，满足大电流要求；

· ESR要小，满足高频去耦要求；

· 容值稳定性要好；

· 表面帖装，高度不能太高，因为通常放置在CPU背面的BOTTOM层，以达到较好的去耦效果。

这时，选择聚合物铝电解电容较为合适。

此外，对于音频电路，通常需要用到耦合、去耦电容，由于音频的频率很低，所以需要用大电容，此时聚合物铝电解电容也很合适。

3.3 钽电容

根据前文相关资料的来源，可以发现，钽电容的主要厂商就是Kemet、AVX、Vishay。

钽属于比较稀有的金属，因此，钽电容会比其他类型的电容要贵一点。但是性能要比铝电解电容要好，ESR更小，损耗更小，去耦效果更好，漏电流小。下图是Kemet一款固态钽电容的参数表：

关于电容，这篇说得太详细了

截图自Kemet规格书

额定电压固态钽电容的工作电压需要降额设计。正常情况工作电压要低于额定电压的50%；高温环境或负载阻抗较低时，工作电压要低于额定电压的30%。具体降额要求应严格按照规格书要求。

此外，还需要注意钽电容的承受反向电压的情况，交流成分过大，可能会导致钽电容承受反向电压，导致钽电容失效。

固态钽电容的主要失效模式是短路失效，会直接导致电路无法工作，甚至起火等风险。因此，需要额外注意可靠性设计，降低失效率。

对于一旦失效，就会造成重大事故的产品，建议不要使用固态钽电容。

额定纹波电流纹波电流流过钽电容，由于ESR存在会导致钽电容温升，加上环境温度，不要**过钽电容的额定温度以及相关降额设计。

3.4 片状多层陶瓷电容片状多层陶瓷电容应该是出货量较大的电容，制造商也比较多，像三大日系TDK、muRata、Taiyo Yuden，美系像KEMET、AVX(已经被日本京瓷收购了)。

三大日系做的比较好的就是有相应的选型软件，有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线，非常全，不得不再次推荐一下：

· SEAT 2013 - TDK

· Simsurfing - Murata

· Taiyo Yuden Components Selection Guide & Data Library

3.4.1 Class I电容

Class I电容应用较多的是C0G电容，性能稳定，适用于谐振、匹配、滤波等高频电路。

C0G电容的容值十分稳定，基本不随外界条件(频率除外)变化，下图是Murata一款1000pF电容的直流、交流及温度特性。

关于电容，这篇说得太详细了

图片来自GRM1555C1H102JA01 - Murata

因此，通常只需要关注C0G电容的频率特性。下图是Murata的3款相同封装(0402inch)相同容差(5%)的10pF电容的频率特性对比。

关于电容，这篇说得太详细了

图片来自SimSurfing - Web - Murata

其中GRM是普通系列，GJM是高Q值系列、GQM是高频系列，可见GQM系列高频性能更好，自谐振频率和Q值更高，一些高频性能要求很高的场合，可以选用容差1%的产品。而GRM系列比较便宜，更加通用，例如EMC滤波。

3.4.2 Class II和Class III电容

Class II和Class III电容都是高介电常数介质，性能不稳定，容值变化范围大，通常用作电源去耦或者信号旁路。

以Murata一款22uF、6.3V、X5R电容为例，相关特性曲线：

关于电容，这篇说得太详细了

关于电容，这篇说得太详细了

图片来自GRM188R60J226MEA0 - Murata

容值

Class II和Class III电容，容值随温度、DC偏置以及AC偏置变化范围较大。特别是用作电源去耦时，电容都有一定的直流偏置，电容量比标称值小很多，所以要注意实际容值是否满足设计要求。

纹波电流

作为DCDC的输入和输出电容，都会有一定的纹波电流，由于ESR的存在会导致一定的温升。加上环境温度，不能**过电容的额定温度，例如X5R电容较高额度温度是85℃。

通常由于多层陶瓷电容ESR较小，能承受的纹波电流较大。

自谐振频率

电容由于ESL的存在，都有一个自谐振频率。大容量的电容，自谐振频率较低，只有1-2MHz。所以，为了提高电源的高频效应，大量小容值的去耦电容是必须的。此外，对于开关频率很高的DCDC芯片，要注意输入输出电容的自谐振频率。

ESR

设计DCDC电路，需要知道输出电容的ESR，来计算输出电压纹波。多层陶瓷电容的ESR通常较低，大约几到几十毫欧。

3.5 安规电容

对于我们家用的电子设备，较终都是220V交流市电供电。电源适配器为了减少对电网的干扰，通过相关EMC测试，都会加各种滤波电容。下图为一个简易的电路示意图：