X7R, X5R, C0G.: Краткое руководство по типам керамических конденсаторов
В этом техническом резюме делается попытка рассеять туман, который окружает трехсимвольные криптограммы, используемые для описания керамических колпачков.
Электрический инженер 1: «Конечно, я бы никогда не использовал конденсатор Y5V в таком приложении».
Электрический инженер 2: «И я тоже. Это было бы безумием!»
Инженер-механик: «Почему»
Silence.
Если вы считаете, что рискуете оказаться в разговоре, подобном вышеизложенному, я надеюсь, что эта статья поможет. Почти каждый, кто проектировал печатную плату, знаком с трехсимвольными кодами, которые сопровождают описание конденсатора, и я думаю, что большинство инженеров имеют общее представление о том, какие типы следует использовать, или, по крайней мере, какие типы не должны использоваться, в данной схеме.
Но что на самом деле означают эти коды? Почему заметки приложений почти всегда рекомендуют X7R или X5R? Почему Y5V существует? Если вы ищете Digi-Key для керамической крышки размером 0, 1 мкФ 0805, то почему для X7R и для C0G (иначе NP0) существует более 400 результатов?
Код
Трехсимвольный код с буквенно-буквенным форматом используется для конденсаторов с диэлектриками класса 2 и класса 3. C0G - диэлектрик класса 1, поэтому он не включен (подробнее об этом позже). X5R и X7R находятся в классе 2, а Y5V - в классе 3.
- Первый символ указывает самую низкую температуру, с которой может работать конденсатор. Буква X (как в X7R, X5R) соответствует -55 ° C.
- Второй символ указывает максимальную температуру. Теоретический диапазон составляет от 45 ° C до 200 ° C; 5 (как в X5R) соответствует 85 ° C, а 7 (как в X7R) соответствует 125 ° C.
- Третий символ указывает максимальный объем изменения емкости по температурному диапазону детали. Спецификация для конденсаторов -R (например, X5R и X7R) составляет ± 15%. Емкость частей с кодом, заканчивающимся на V, может фактически уменьшиться на 82%! Это, вероятно, объясняет, почему конденсаторы Y5V не так популярны.
На следующем рисунке вы получите хорошее визуальное представление о том, как неустойчивые Y5V и Z5U сравниваются с X5R и X7R.
Предоставлено Кеметом
Эта диаграмма также помогает нам ответить на вопрос «почему существует Y5V?» Потому что он подходит для устройств, которые всегда работают при комнатной температуре или вблизи нее.
Крышки класса 1
Как вы могли заметить на диаграмме, C0G чрезвычайно устойчив (обратите внимание, что C0G и NP0 имеют нуль, а не верхний регистр «O»). C0G - это диэлектрик класса 1 и суперзвезда емкостного конденсатора: на емкость не оказывают существенного влияния температура, приложенное напряжение или старение.
Однако у него есть один недостаток, который стал особенно актуальным в этот век неустанной миниатюризации: он неэффективен по объему. Например, если вы перейдете на Digi-Key и выполните поиск крышки размером 0, 1 мкФ C0G, самая маленькая часть на складе - 1206. Напротив, вы можете найти колпачок X7R 0, 1 мкФ в пакете 0306 и с номинальным напряжением (10 В) достаточно высоко для схемы 3, 3 В или даже 5 В.
Пакет 0306. Они могут фактически соответствовать крышке разъединения X7R в этом крошечном форм-факторе. Изображение предоставлено Digi-Key
Шумные конденсаторы
Если вы создаете аудиоустройства или предпочитаете тихие печатные платы, у вас есть еще одна причина выбора C0G по сравнению с X7R или X5R: колпаки класса 2 демонстрируют пьезоэлектрическое поведение, которое может заставить их функционировать как оба микрофона (которые преобразуют звук в электрический шум) и зуммеры (которые преобразуют сигналы переменного тока в звуковой шум). У конденсаторов класса 1 нет этой проблемы.
Схема, взятая из этого документа TDK по «пенным конденсаторам»
Я уверен, что вы можете найти гораздо больше информации о типах конденсаторов и диэлектриках от таких производителей, как Kemet, AVX и TDK. Если вы хотите увидеть весь график для трехсимвольных кодов, нажмите здесь.