全国咨询热线

0755-29602911

新闻中心 news

联系我们 contact us

联系我们

手机:13691947073
电话:0755-29602911
传真:0755-29602911
邮箱:xtl@tldz.com
地址:深圳市宝安区西乡街道深业世纪工业中心B栋1101

当前所在位置:首页 > 新闻中心 > 行业新闻> 详解MLCC的四个主要电气特性

详解MLCC的四个主要电气特性
发布日期:2019-03-30

详解MLCC的四个主要电气特性

 木子 村田中文技术社区 2018-04-28

多层陶瓷电容MLCC,作为主要的滤波元件,从选型上讲,通常只需关注尺寸,容值,耐压,温度特性及精度等规格。但是具体到产品的实际电路应用,我们需要对比不同型号下的电气特性参数,以下作进一步说明。


一、容值,绝缘阻抗I.R.及损耗因素D.F. 


村田的陶瓷电容小到pF级,大到几百uF级,大容值滤低频,多用于电源线上的去耦电路,减少电路纹波;小容值滤高频,多用于射频端匹配电路上。


理想电容的绝缘阻抗无限大,但是实际上电容存在寄生参数,故实际的绝缘阻抗有限,一般在兆欧级别,具体参见对应型号的规格书。


损耗因素(损耗角正切)=有功功率/无功功率=漏电流/充电电流=1/Q(品质因素)
D.F.=2*π*f*C*R (R为等效串联电阻)


二、直流DC偏压特性和交流AC偏压特性


静电容量随着施加的交流或直流电压发生变化的特性称为“AC(交流)偏压特性”和“DC(直流)偏压特性”,一类材料温度补偿性的AC/DC曲线基本为水平线,二类高介电常数型材料对应曲线如下图:


这是因为高介电常数型电容的陶瓷材料的主成分是钛酸钡BaTiO3,其晶体结构为正立方体。


当施加交流电压后,中间的Ti离子随着AC 电压的方向将进行移动,进行充电和放电,就产生了容量。而施加直流电压后,Ti 离子随着DC 电压的方向移动,使之偏向一边,难以移动,容值下降。Ti 离子的移动对于MLCC的有效容量是很重要的。

详解MLCC的四个主要电气特性


原创: 木子  村田中文技术社区  2018-04-28
多层陶瓷电容MLCC,作为主要的滤波元件,从选型上讲,通常只需关注尺寸,容值,耐压,温度特性及精度等规格。但是具体到产品的实际电路应用,我们需要对比不同型号下的电气特性参数,以下作进一步说明。


一、容值,绝缘阻抗I.R.及损耗因素D.F. 




村田的陶瓷电容小到pF级,大到几百uF级,大容值滤低频,多用于电源线上的去耦电路,减少电路纹波;小容值滤高频,多用于射频端匹配电路上。


理想电容的绝缘阻抗无限大,但是实际上电容存在寄生参数,故实际的绝缘阻抗有限,一般在兆欧级别,具体参见对应型号的规格书。


损耗因素(损耗角正切)=有功功率/无功功率=漏电流/充电电流=1/Q(品质因素)
D.F.=2*π*f*C*R (R为等效串联电阻)


二、直流DC偏压特性和交流AC偏压特性




静电容量随着施加的交流或直流电压发生变化的特性称为“AC(交流)偏压特性”和“DC(直流)偏压特性”,一类材料温度补偿性的AC/DC曲线基本为水平线,二类高介电常数型材料对应曲线如下图:




这是因为高介电常数型电容的陶瓷材料的主成分是钛酸钡BaTiO3,其晶体结构为正立方体。


当施加交流电压后,中间的Ti离子随着AC 电压的方向将进行移动,进行充电和放电,就产生了容量。而施加直流电压后,Ti 离子随着DC 电压的方向移动,使之偏向一边,难以移动,容值下降。Ti 离子的移动对于MLCC的有效容量是很重要的。




三、阻抗|Z|/等效串联电阻ESR-频率特性




了解电容器的频率特性,可对电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断,是设计时不可或缺的重要参数。频率越高,越不能忽视寄生成分ESR和 ESL 的影响。需要选择 低ESR 和低ESL 的产品以减少损耗。


真实电容存在寄生参数,其简化的等效原理图如下:


ESR: 电介质(低频)或电极损耗(高频)产生的寄生电阻。
ESL: 电极或导线产生的寄生电感。


对应的阻抗-频率图示例如下:


具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电(噪声)所起的阻碍作用叫做阻抗  (Impedance), 用 Z 表示 。


ω角频率:描述物体振动快慢的物理量,频率、角频率和周期的关系为ω = 2πf


从|Z|/ESR-F曲线我们可以看出,在低频范围,电容与理想电容(红色曲线)接近,阻抗与频率成反比,ESR反映出电介质分极延迟的介质损耗。在自谐振点附近,阻抗受寄生电感及电极比电阻影响,偏离理想值,达到最小。当频率高于自谐振点,电容呈感性,阻抗增加。


四、温升/自发热特性 




将直流额定电压产品用在交流电压的电路或者脉冲电压的电路中时,由于会通过交流电压或者脉冲电压,会存在由于介电损耗引起的发热情况。


对DC100V以下产品,在环境温度为25℃的状态下测定时,产品本身的自发热温度在20℃以内,应确保在实机中电容器的表面温度在最高使用温度范围内使用。


关于电容器的自生热,请参考技术数据表中的正弦波纹波电流作为参考数据。还请使用设计辅助工具 (村田片状电容器特性数据库) 来获得仿真设计电路的参考数值。


示例图如下:


三、阻抗|Z|/等效串联电阻ESR-频率特性


了解电容器的频率特性,可对电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断,是设计时不可或缺的重要参数。频率越高,越不能忽视寄生成分ESR和 ESL 的影响。需要选择 低ESR 和低ESL 的产品以减少损耗。


真实电容存在寄生参数,其简化的等效原理图如下:

ESR: 电介质(低频)或电极损耗(高频)产生的寄生电阻。
ESL: 电极或导线产生的寄生电感。


对应的阻抗-频率图示例如下:

具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电(噪声)所起的阻碍作用叫做阻抗  (Impedance), 用 Z 表示 。


ω角频率:描述物体振动快慢的物理量,频率、角频率和周期的关系为ω = 2πf


从|Z|/ESR-F曲线我们可以看出,在低频范围,电容与理想电容(红色曲线)接近,阻抗与频率成反比,ESR反映出电介质分极延迟的介质损耗。在自谐振点附近,阻抗受寄生电感及电极比电阻影响,偏离理想值,达到最小。当频率高于自谐振点,电容呈感性,阻抗增加。


四、温升/自发热特性 


将直流额定电压产品用在交流电压的电路或者脉冲电压的电路中时,由于会通过交流电压或者脉冲电压,会存在由于介电损耗引起的发热情况。


对DC100V以下产品,在环境温度为25℃的状态下测定时,产品本身的自发热温度在20℃以内,应确保在实机中电容器的表面温度在最高使用温度范围内使用。


关于电容器的自生热,请参考技术数据表中的正弦波纹波电流作为参考数据。还请使用设计辅助工具 (村田片状电容器特性数据库) 来获得仿真设计电路的参考数值。


示例图如下:


详解MLCC的四个主要电气特性


原创: 木子  村田中文技术社区  2018-04-28
多层陶瓷电容MLCC,作为主要的滤波元件,从选型上讲,通常只需关注尺寸,容值,耐压,温度特性及精度等规格。但是具体到产品的实际电路应用,我们需要对比不同型号下的电气特性参数,以下作进一步说明。


一、容值,绝缘阻抗I.R.及损耗因素D.F. 




村田的陶瓷电容小到pF级,大到几百uF级,大容值滤低频,多用于电源线上的去耦电路,减少电路纹波;小容值滤高频,多用于射频端匹配电路上。


理想电容的绝缘阻抗无限大,但是实际上电容存在寄生参数,故实际的绝缘阻抗有限,一般在兆欧级别,具体参见对应型号的规格书。


损耗因素(损耗角正切)=有功功率/无功功率=漏电流/充电电流=1/Q(品质因素)
D.F.=2*π*f*C*R (R为等效串联电阻)


二、直流DC偏压特性和交流AC偏压特性




静电容量随着施加的交流或直流电压发生变化的特性称为“AC(交流)偏压特性”和“DC(直流)偏压特性”,一类材料温度补偿性的AC/DC曲线基本为水平线,二类高介电常数型材料对应曲线如下图:




这是因为高介电常数型电容的陶瓷材料的主成分是钛酸钡BaTiO3,其晶体结构为正立方体。


当施加交流电压后,中间的Ti离子随着AC 电压的方向将进行移动,进行充电和放电,就产生了容量。而施加直流电压后,Ti 离子随着DC 电压的方向移动,使之偏向一边,难以移动,容值下降。Ti 离子的移动对于MLCC的有效容量是很重要的。




三、阻抗|Z|/等效串联电阻ESR-频率特性




了解电容器的频率特性,可对电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断,是设计时不可或缺的重要参数。频率越高,越不能忽视寄生成分ESR和 ESL 的影响。需要选择 低ESR 和低ESL 的产品以减少损耗。


真实电容存在寄生参数,其简化的等效原理图如下:


ESR: 电介质(低频)或电极损耗(高频)产生的寄生电阻。
ESL: 电极或导线产生的寄生电感。


对应的阻抗-频率图示例如下:


具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电(噪声)所起的阻碍作用叫做阻抗  (Impedance), 用 Z 表示 。


ω角频率:描述物体振动快慢的物理量,频率、角频率和周期的关系为ω = 2πf


从|Z|/ESR-F曲线我们可以看出,在低频范围,电容与理想电容(红色曲线)接近,阻抗与频率成反比,ESR反映出电介质分极延迟的介质损耗。在自谐振点附近,阻抗受寄生电感及电极比电阻影响,偏离理想值,达到最小。当频率高于自谐振点,电容呈感性,阻抗增加。


四、温升/自发热特性 




将直流额定电压产品用在交流电压的电路或者脉冲电压的电路中时,由于会通过交流电压或者脉冲电压,会存在由于介电损耗引起的发热情况。


对DC100V以下产品,在环境温度为25℃的状态下测定时,产品本身的自发热温度在20℃以内,应确保在实机中电容器的表面温度在最高使用温度范围内使用。


关于电容器的自生热,请参考技术数据表中的正弦波纹波电流作为参考数据。还请使用设计辅助工具 (村田片状电容器特性数据库) 来获得仿真设计电路的参考数值。


示例图如下:

展开