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电容电感及EMC有关基本知识.pdf

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被动元件的基础知识
电容器的基础知识
电容器的阻抗特性
电容器的阻抗特性
电容器的阻抗特性
多层陶瓷电容器的可靠性
各种类型电容器的比较
各种电容器的特性比较
电路的基础知识
旁通电容器的功能
旁通电容器(去藕)的功能
辅助电容器的功能
辅助电容器的功能
辅助电容器的功能
应用例 - 辅助电容器
电源电路的基础知识
串联调节器(3端子调节器)
串联调节器(3端子调节器)
串联调节器(3端子调节器)
降压变频器
降压变频器
降压变频器
降压变频器
升压型充电泵
小结作为输入电容器的各种电容器的比较
小结输出电容器的动作解析
多层类商品的开发方向和提案
关于旁通电容器的提案
Ta cap & Al cap  replacement guideline to MLCC X7R, X5R
Ta cap & Al cap replacement guideline to MLCC Y5V
Low ESR Electrolytic cap. replacement guideline to MLCC X7R, X5R
电感器的基础知识
电感器和电容器的阻抗“感抗和容抗”
电感器和电容器的应用 “低通滤波器和旁通滤波器”
电感器和电容器“串联电路.串联谐振和并联电路.并联谐振”
电感器和电容器的应用“带通滤波器和滤波器”
电感器的实际特性 “自谐振特性”
电感器的自谐振的应用例“低通滤波器的滤波器形成”
电感器的实在特性 “损失成分和Q特性(品质因素)”
电感器的Q特性和滤波特性“Q特性差影响滤波特性的凡例”
电感器的Q特性和匹配特性“Q特性差影响匹配特性的凡例”
课间休 “电感器的Q和电容器的tanδ”
电感器的实在特性“直流重叠特性.磁性饱和特性”
由电源扼流应用产生的对于电感直流重叠特性影响的凡例
切换电源电路应用对于电感器直流重叠特性影响的凡例
课间休 “电容器的充电,放电”
电磁兼容(EMC)的基础知识
主要的噪音种类
主要的辐射电场的规格
高频率的EMI规定凡例(强化GHz带的波动规定)
辐射噪音的机能 1
辐射噪音的机能 2
辐射噪音的机能 3
辐射噪音的机能 4
Fin.
被动元件的基础知识 for Windows version http://www.ty-top.com
电容器的基础知识 电容器的基础知识
电容器的阻抗特性 电容器的阻抗特性 电容器的等效电路与RLC串联电路相同 电容器的元件 频率不同 元件不同 ESR ESL 电容量 抗 阻 抗 阻 ESR:大 频率 即使频率不同阻抗也一定 抗 阻 抗 阻 频率增加阻抗也增加 频率 抗 阻 抗 阻 频率增高阻抗减小 频率 串联时的阻抗如何变化??? 频率 ESL:小 频率 电容量: 大 频率
电容器的阻抗特性 电容器的阻抗特性 ○串联时的阻抗 ○不同元件时的阻抗 ] Ω [   ス ン 抗 ダ 阻 ー ピ ン イ 100 10 1 0.1 0.01 0.001 由电容器产生的阻抗 由电感器ESL产生的 阻抗 谐振点 由等效串联电阻 ESR产生的阻抗 ] Ω [   ス 抗 ン 阻 ダ ー ピ ン イ 100 10 1 0.1 0.01 0.001 电容:大 ESL:小 谐振点 →电容:大、ESL:大 ESR:小 0.001 0.01 0.1 频率 周波数 [MHz] 1 10 100 0.001 0.01 0.1 1 频率 周波数 [MHz] 10 100 ・在谐振点,电容器与ESL不存在阻抗 (仅ESR存在阻抗) ・在谐振点的频率由电容器和ESL决定。 各元件成分决定阻抗的特性
电容器的阻抗特性 电容器的阻抗特性 ○由频率引起的ESR变化 ○多种电容器的不同频率特性 Impedance,ESR Freq.-Temperature Characteristic R Z 1000 100 10 1 0.1 ] [ Ω R S E , e c n 抗 a d 阻 e p m I 100 10 1 0.1 0.01 ] Ω [   R S E ・ ス 抗 ン 阻 ダ ー ピ ン イ 0.01 0.001 0.1 1 10 1000 10000 100000 0.001 1 10 100 Frequency[KHz] 频率 Ta 47μF ESR Ta 47μF Z NEO 47μF ESR NEO 47μF Z SPCAP 47μF ESR SPCAP 47μF Z MLCC47μF ESR JM432BJ476MM ESR MLCC47μF Z JM432BJ476MM Z SDK47μF ESR SDK47μF Z 1000 10000 100000 100 频率 周波数 [kHz] RLC串联模式→ESR不随频率变动 RCL随电容器的材质,构造及尺寸的不同而变动 ESR实际上变动 不同种类的电容器的频率特性不同 特别是ESR
多层陶瓷电容器的可靠性 多层陶瓷电容器的可靠性 1.电路使用条件的比较 电极性 降低定额 脉冲电流 限制 耐热性 抗溶剂性 负载试验 多层电容器 钽固体电容器 铝电解电容器 无无 有有 有有 ◎◎ ×× ×× ◎◎ △△ ×× ◎◎ ×× △△ ◎◎ △△ ×× ◎◎ ×× △△ 《表面安装》 纵向型 横向型 *规划时的考虑 *限制于额定 电压的 应用上的问题点 *安装时的管理 70~50%左右 *注意反向电压 *考虑波动的 影响,并设定 具有余量的电 容量 *自身发热将降 低可靠性 *限制回流以 *除了单片多层 及劣化的扩 电容器以外,将 展 发生溶液侵入 *铝电解电容器; 由于电解液的流 失将引起电容量 的损耗 *钽固体电容器; 银的扩散将引起 绝缘层劣化而导 致短路 《附带引线》 铝电解液电容器 电解电容器 Al foil Al foil 电解纸 Al foil Da Ca Ra 电解纸 Al foil 电解液 Lx Dk Ck Rk 介质 (Al2O3 ) La Ca,Ck;阳极,阴极的静电容量 Da,Dk;由阳极,阴极表面氧化引起的整流作用 La,Lk:+,−引线的电感量 R ;电解纸和电解液的电阻 Ra,Rk;阳极,阴极表面氧化的顺方向电阻 6 陶瓷电容器 陶瓷电容器 介质:钛酸钡 电极:Ni 《附带引线》 钽固体电解电容器 《表面安装》 介质 (Ta2O5) 钽 MnO2 石墨 银膏 焊膏 Lx La Da Ca Ra 击穿电压(V) 500 电容器分类 击穿电压比较 额定10V 400 300 200 100 0 多层陶瓷电容器 钽电解电容器 正方向 反方向 10uF 212F475 4.7uF 316F106 10uF 212BJ105 316BJ225 1uF 2.2uF
各种类型电容器的比较 各种类型电容器的比较 ○频率的特性 100 10 1 0.1 0.01 ] Ω [   R S E ・ ス ン ダ 抗 ー 阻 ピ ン イ 0.001 1 Ta 47μF ESR Ta 47μF Z NEO 47μF ESR NEO 47μF Z SPCAP 47μF ESR MLCC47μF ESR SPCAP 47μF Z MLCC47μF Z JM432BJ476MM ESR JM432BJ476MM Z SDK47μF ESR SDK47μF Z ESR随电容器种类的不同而变动 铝>钽>机能性Ta>机能性Al>多层 ESR越低高频率时的阻抗将越低 铝>钽>机能性Ta>机性能Al>多层 10 100 1000 10000 100000 周波数 [kHz] 频率 多层电容器具有非常良好的阻抗和ESR频率特性 显著的优点
各种电容器的特性比较 各种电容器的特性比较 ○波动电流的特性 ○各种电容器的波动电流特性 热 通过电阻时将产生热量 电容器 波动电流 热 ) ) e e e e r r g g e e d d ( ( e e s s i i r r e e r r u u t t a a r r e e p p m m e e T T 100 100 リップル電流対部品温度上昇の比較 リップル電流対部品温度上昇の比較 Temperature rise characteristic due to ripple current Temperature rise characteristic due to ripple current MLCC47uF MLCC47uF 積層コン47μF 積層コン47μF Tant.Cap47uF Tant.Cap47uF タンタル47μF タンタル47μF POSCAP100uF POSCAP100uF POSCAP100μF POSCAP100μF 10 10 1 1 0.1 0.1 0 0 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2 2.5 2.5 リップル電流(Arms) リップル電流(Arms) Ripple current(Arms) Ripple current(Arms) 3 3 3.5 3.5 4 4 ESR ESL 容量 波动电流(交流电流)通过 电容器时产生热量 (直流电流几乎通不过) 热量将缩短电容器的寿命 在相同的热量下,多层电容器的ESR较低 能够较多地通过波动电流 多层电容器在发热温度10℃以内使用(太阳推荐) 多层电容器没有规定允许波动电流 电解电容器在发热温度5℃以内使用(样本上规定) 电解电容器的允许波动电流由各厂家规定
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