積層陶瓷電容器的電容和散逸因數(shù)度量
1.概要
當(dāng)使用LCR模型衡量高電介質(zhì)MLCC電容器(X7R 或 Y5V),可能存在無法實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾娙葜档那闆r。
由于電容值和散逸因數(shù)受溫度、電壓(交流,直流)以及頻率的影響,所以當(dāng)無法達(dá)到理想的電容值時,可能是設(shè)計者沒有的考慮到一定情況下的電容特性。當(dāng)然,還有另一個原因是采用的測量方式或測量儀器的問題。
只有完全的理解MLCC電容器的特性,才能在設(shè)計中正確的使用電容器,達(dá)到設(shè)計意圖。
普通電容的測量環(huán)境如下(25攝氏度):
1. 電容值小于等于10uF(耐壓值高于10V)
測試頻率:1 ± 0.1kHz
測試電壓:1.0 ± 0.2Vrms
2. 電容值小于等于10uF(耐壓值低于6.3V)
測試頻率:1 ± 0.1kHz
測試電壓:0.5 ± 0.1Vrms
3.電容值大于10uF
測試頻率:120 ± 24Hz
測試電壓:0.5 ± 0.1Vrms
2.MLCC電容器的特性
MLCC電容器有尺寸小、可靠性高、低阻抗和無極性的優(yōu)點(diǎn),但其也有電容值隨溫度和電壓改變的缺點(diǎn)。
在接下來的篇幅中,測量了封裝為1206的10uF電容,他們分別為X7R與Y5V的MLCC電容。以此來講解多種因素造成的電容值和散逸因數(shù)的變化。
2-1 溫度特性
所有的測試都在1kHz,1Vrms下進(jìn)行。
溫度特性如下圖:
在圖中可以看到MLCC電容在不同的溫度中的特性。電容值在低溫和高溫都會有點(diǎn)一定的下降,在25度時最有更好的溫度特性,一般來說X7R的變化率要在正負(fù)10%以內(nèi),YUV在+ 30% / -80%以內(nèi)。逸因數(shù)隨著溫度的升高而降低。
2-2 電壓特性
(1) AC電壓特性
在25攝氏度,1kHz的環(huán)境中測試。
我們可以看到X7R電容容值變化在±5%以內(nèi),散逸因數(shù)隨著AC電壓的升高而升高。Y5V電容容值變化在-50%以內(nèi),散逸因數(shù)先升高后減小。但散逸因數(shù)比X7R要來的高。
(2)直流偏置特性
在25攝氏度,1kHz,1Vrms下測量。
我們可以看到,電容的容值在不同的直流偏置下變化非常的大。X7R掉60%的容值,Y5V可以掉90%。散逸因數(shù)隨著直流偏置的增加而減小。
2-3 頻率特性
Y5V電容掉至50%以下是由于通常該電容不會在1Vrms的AC電壓下工作。所以該情況為0.1Vrms的情況
可以看出,MLCC具有較好的頻率穩(wěn)定性(在圖中的頻率范圍內(nèi))。
如果在大的范圍內(nèi)。。。X7R的情況。
最后,介紹下Dissipation Factor
中文稱為損失角正切值、散逸因數(shù)或損失角。
散逸因數(shù)dissipation factor(DF)存在于所有電容器中,有時DF值會以損失角tanδ表示。
編輯:admin 最后修改時間:2017-12-13