【瓷片电容103m】谁动了我的电容?

作者:希文      发布时间:2021-04-24      浏览量:0
一、电容昨天在公共编号面包板社区看到推文

一、电容

昨天在公共编号面包板社区看到推文:为什么你的4.7uf电容器变成0.33uf,真不可思议![1]是电子工程师工作中遇到的容量随工作电压的变化而急剧变化的情况。

现在的电子线路采用包装小的芯片部件,包装形式从1206、0805减少到0603、0402等。这确实大大节省了设计电路板的面积。但是,在使用过程中,必须注意设备的特性和通常的直插电容量的不同。

在上述推文中,作者使用的ClassII的表面电容器X5R、X7R作为定时电容器使用。发现电容在工作中与静态测量的容量值有很大差异。

容量的定义是通过容量冲入的电荷Qc和容量两端的电压Uc的比例来定义的

通常,该参数与容量本身的物理特性(两个极板的相对距离、基本介电常数、极板的面积等)有关,与容量工作的电压无关。

不同规格的容量参数在博文容量参数:X5R、X7R、Y5V、CG详细说明-博乐Bar-博客园[2]详细介绍:

但这些参数与工作电压对容量的影响无关。老实说,我以前没有注意到电容容量和工作电压的关系。

以下通过实验验证这些关系。

二、实验验证

以下两种方式测量电容量随电压变化而变化。

第一种方式是最常用的定时器IC55;第二种方式是LC100-A测量电容电感模块。

1.定时器555回路

(1)测试原理

以下是定时器555回路,其输出周期t由周边设备R1、R2、C1参数决定。

信号的周期与工作电压无关。

根据电路图的R1、R2、C1的数值,可以计算出对应的周期为

实际测量555定时器的工作电压波形。实际周期为T=26.34ms。

(2)普通电解电容器

使用普通电解电容器(10uf)作为定时器C1,测量555定时器的工作频率,根据工作电压从4V变化为12V对应的数值。

●Min(f)=36.33Hz

●Maxf=38.53Hz

●(Maxf-Minf)/Meanf)=6.05%

(3)玻璃贴片电容器0805封装

●Min(f)=47.33Hz/p>

●Max(f)=105.06Hz/p>

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2.容量测量模块LC100-A

(1)测量方法

容量可直接用LCR表测量。由于电容器需要施加不同的电压,测量电路采用以下形式。

C1是待测电容器,U1可调整直流电压源通过R1对C1进行偏置电压。C2是直接电容器。

测量电容器采用LC100-A电容器、电感测量模块。其读数通过单片机Zigbeee发送到计算机进行收集和存储。

下图实际测量的容量值应为C1、C2的并联容量C:

,因此计算反而需要获得C1的容量值:

(2)测量数据

下图显示0603的标称值为10uf

当电压增加到9V左右时,电容最初的10uf下降到2uf左右。可以预见,随着施加的电压持续增加,容量的容量值将进一步降低。

下图显示了对0805封装的瓷器电容器施加偏置电压(0-6V)对应的电容器的变化。容量变化范围小于0603封装的容量。

对于普通的电解电容器,用同样的方法测量其电容器随着偏置电压的变化,如下图所示。可见,在电压从0V增加到6V的过程中,其容量几乎没有变化。

三、结论

对于包装极小的表面电容器,如果用于电源过滤器,其容量的变化对电路的影响很小。但是,在电路中使用的定时器、振动器等电容量要求高的情况下,开源道的容量会随着工作电压的变化而变化。此时,必须放弃小型体积的特性,采用包装体积大、工作稳定性高的其他包装形式的容量。

参考资料:

[1]为什么你的4.7uF电容器变成0.33uF电容器,真奇怪!

[2]电容参数:X5R、X7R、Y5V、COG详解-博乐Bart。

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