标签：电容 ESR 旁路 参数 电子元件 电容器 电解电容 温度
目录： 一、电容的ESR 1、关于电容ESR 2、电容ESR的测量 3、低ESR在电力控制器中的应用 1）应用场合 2）快速充放电电容（低ESR）生产厂家 二、电容的温度特性 1、涤纶电容与CBB电容温度特性 1）简介 2）温度特性 2、陶瓷电容温度特性 1）一类等级IEC/EN 60384-8/21 和 EIA-RS-198 2）二类等级参照EIA RS-198标准 3、钽电容温度特性 4、日本TAIYO轴向电容温度特性 5、塑料(麦拉)电容(MC)温度特性 6、X2电容(MKP)温度特性 1）参数说明 2）尺寸选型表(MPX/MKP) 3）薄膜电容(上图)与瓷片电容、Y2电容(下图)曲线对比图 三、旁路电容与去耦电容详解 1、简述 2、旁路电容与去耦电容 3、总结 1）冲击电流的产生 2）降低冲击电流影响的措施 3）何为去耦电容 4）去耦电容如何取值 5）去耦电容的种类 6）去耦电容的放置 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 一、电容的ESR 1、关于电容ESR下面以 Nichicon 的两个比较好的电解电容说明，一个是 LED 灯专用超长寿电容，一个是小型开关电源用电容的指标，前者保证的 DF=0.2，后者保证的 DF=0.1，根据测试频率 120HZ 来看，电容的 Xc=1/2πfc = 28.23 Ω，DF=Rs/Xc，因此对应的 ESR 就是 5.36 Ω 和 2.82 Ω。
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，其额定浪涌电压要高于防护器件(通常是TVS)的残压。
铝电解电容的规格书只给出了耗散因数正切角tanδ。可以根据以下公式来计算ESR：ESR = tanδ/(2πfC)
例如：120Hz时，tanδ=16%，而C=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DC/DC芯片放置。随着开关频率和温度的升高，ESR会下降。
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，规格书通常给出产品最高温度时的寿命，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超过65℃。
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2、电容ESR的测量
有制式 LCR 表，可以很精确测量电容的各种参数。但如果特定针对普通电解电容，由于电解电容的 ESR 通常较大，可以用简单的方法测得较好结果，比如你说你有交流信号。不管是信号发生器还是一个工频变压器都好，反正对频率不高，ESR 较大的情况还是比较容易测得相对准确的。
首先找一个参考用电阻，大小应该比估计的 ESR 更大一些，这样方便计算，然后和电容串联接入（正弦波）交流源中，然后用万用表测电容两端电压和参考电阻两端电压，就可以求出回路电流。一个电解电容在低频时，等效为一个理想电容 C1 和 ESR 的 R1 的串联，因此可用这两个电压和已知的参考电阻大小求出 ESR。
下面以一个 47uF 电容和 3Ω 的 ESR 构成电解电容模型说明，Proteus或Multisim均可：
电容的阻抗 Z=R+jX，后期计算如下，结果和预设的 3Ω 非常接近，精度很理想。
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3、低ESR在电力控制器中的应用
1）应用场合
低ESR电容用于配电自动化馈线终端FTU中是非常合适的选择，参看“测试相关汇总”之四、断路器分闸、合闸时间测试。多个电容并联可以降低ESR值。
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2）快速充放电电容（低ESR）生产厂家
深圳市雅达康电子科技有限公司
深圳市青佺电子有限公司
上海一点点电子科技有限公司
尼吉康 LQ快速充放电电容代售
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二、电容的温度特性
来源：https://blog.csdn.net/lxm920714/article/details/86369018
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1、涤纶电容与CBB电容温度特性
1）简介
（1）CL是涤纶电容器，又称聚酸酯薄膜电容器。tanδ(3～7)×10^(-3)。电容量可从100pf到几百μf；工作电压从几十伏到上万伏。绝缘电阻高，耐热性好。具有自愈性和无感特性。缺点是损耗tanδ大，电参数稳定性差。
（2）CCB是聚丙烯薄膜电容器。tanδ(1～10)×10^(-4)(比CL低一个数量级)。具有优良的高频绝缘性能，电容量与损耗tanδ在很大频率范围内与频率无关，随温度变化很小，而介电强度随温度升高而有所增加，这是其他介质材料难以具备的。耐温高，吸收系数小。
（3）CL21和CBB21都是金属化电容器，优点是引出线是从喷了金属的端面引出，从而使电流通路很短，所以也称为无感电容器。
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2）温度特性
CL型与CBB型电容器的温度系数大体上都为300ppm/℃左右，但是CL型为正温度系数，CBB型为负温度系数。CBB型电容器在温度升高40℃时,容量要下降12%左右。所以这两种电容器都不能制成精密电容器,最高精度只有±5%(J)。
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2、陶瓷电容温度特性
1）一类等级IEC/EN 60384-8/21 和 EIA-RS-198
据上表可以看出，“NP0”电容和“C0G”电容的漂移都为0，容差均为±30ppm/K；“N1500”电容和“P3K”电容的漂移均为1500ppm/K，最大容差均为±250ppm/°C。
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2）二类等级参照EIA RS-198标准
举列： Z5U电容工作温度范围+10 °C～+85 °C，与25°C 比较其容差+22%～-82%； X7R电容工作温度范围-55 °C～+125 °C，与25°C 比较其容差±15%； X7A电容工作温度范围-55 °C～+125 °C，与25°C 比较其容差±1%。
NP0的容值不能做的太高，目前0.1uF最大；X7R呈正负曲线形式。
-------------------------------------------------------3、钽电容温度特性
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4、日本TAIYO轴向电容温度特性
比如：日本太阳诱电UP050CH105J轴向色环电容
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5、塑料(麦拉)电容(MC)温度特性
受温度影响小，但价格很贵，在几十元。
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6、X2电容(MKP)温度特性
1）参数说明
（1）X2电容器类别，代表这是X2安规电容
（2）104K代表电容器的容量和误差
（3）MPX/MKP代表电容器型号，MKP是金属化聚丙烯膜电容器(Metalized Polypropylene Film Capacitor)，即薄膜电容
（4）用三位数表示容量，前两位表示的是容量值，后一位表示的是10的指数。K代表误差为±10%
（5）40/110/56/B代表气候类别，下限温度是-40℃，上限温度是110℃，稳态湿热天气为56天，B代表有焰燃烧等级
（6）不同国家的安规认证，对X2电容的额定电压要求是不一样的
CQC认证要求的额定电压是310VAC，其它国家要求为：275V、305VAC、310VAC
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2）尺寸选型表(MPX/MKP)
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3）薄膜电容(上图)与瓷片电容、Y2电容(下图)曲线对比图
实测MKP-X2 100nF电容：
引自电容器温度特性图
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三、旁路电容与去耦电容详解
1、简述
电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感、电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹)，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。
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2、旁路电容与去耦电容
1）去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合
2）旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1uF、0.01uF等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。
3、旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源，这应该是他们的本质区别。
去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF，这个电容的分布电感的典型值是5μH，0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
0.1μF、10μF的电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容，或1个蓄能电容，可选10μF左右。最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感，要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格，可按C=1/——即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。
分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小，但可能对电路形成一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤其是在工作频率很高的时候。也成为寄生电容，制造时一定会产生，只是大小的问题。布高速PCB时，过孔可以减少板层电容，但会增加电感。分布电感是指在频率提高时，因导体自感而造成的阻抗增加。
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3、总结
旁路实际上就是给高频干扰提供一个到地的能量释放途径，不同的容值可以针对不同的频率干扰。所以一般旁路时常用一个大贴片加上一个小贴片并联使用。对于相同容量的电容的Q值我认为会影响旁路时高频干扰释放路径的阻抗，直接影响旁路的效果，对于旁路来说，希望在旁路作用时，电容的等效阻抗越小越好，这样更利于能量的泄放。
数字电路输出信号电平转换过程中会产生很大的冲击电流，在供电线和电源内阻上产生较大的压降，使供电电压产生跳变，产生阻抗噪声(亦称开关噪声)，形成干扰源。
1）冲击电流的产生
（1）输出级控制正负逻辑输出的管子短时间同时导通，产生瞬态尖峰电流
（2）受负载电容影响,输出逻辑由“0”转换至“1”时，由于对负载电容的充电而产生瞬态尖峰电流。瞬态尖峰电流可达50mA,动作时间大约几ns至几十ns
2）降低冲击电流影响的措施
1）降低供电电源内阻和供电线阻抗
2）匹配去耦电容
3）何为去耦电容
在IC(或电路)电源线端和地线端加接的电容称为去耦电容
4）去耦电容如何取值
去耦电容取值一般为0.01uF~0.1uF，频率越高，去耦电容值越小
5）去耦电容的种类
①独石 ②玻璃釉 ③瓷片 ④钽
6）去耦电容的放置
去耦电容应放置于电源入口处，连线应尽可能短。
有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。
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标签：电容,ESR,旁路,参数,电子元件,电容器,电解电容,温度 来源： https://blog.csdn.net/liht1634/article/details/113834571
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