电磁干扰抑制用片式电容

  特性:

体积小，容量大,工业生产，尺寸标准

   按照电感器在线路中的作用，主要有波形发生和扼流电*两方面的应用。
   作为电磁兼容的对策器件，主要是将电感器作为扼流圈来使用，这在电源和信号电路中都有应用。用它构成的滤波电路具有较宽的频率抑制特性和较高的通过电流。这种电感器不需要有高的Q值，而低的直流电阻可以*在额定电流通过时有*小的电压降。

片式电容器
为了满足电子设备的整机向小型化、大容量化、高*性和*方向发展的需要，片式电容也在*地发展：种类不断增加，体积不断缩小，性能不断*，技术不断进步，材料不断更新，轻薄短小系列产品已趋向于标准化和通用化。此外，为了适应线路高度集成化的要求，多功能复合片式电容器正成为技术研究热点。 
5.1 片式叠层陶瓷介质电容器
在片式电容器里用得*多的要数片式叠层陶瓷介质电容器(MLCC)了。
片式叠层陶瓷电容器，简称片式叠层电容器（或进一步简称为片式电容器），是由印好电*（内电*）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电*），形成独石结构，故也叫独石电容器，如图8所示。
图8表明，片式叠层陶瓷电容器是一个多层叠合的结构，其实质是多个简单平行板电容器的并联体。因此，该电容器的电容量计算公式为
C=NKA/t
式中，C为电容量；N为电*层数；K为介电常数（俗称K值）；A为相对电*覆盖面积；t 为电*间距（介质厚度）。
由此式可见，为了实现片式叠层陶瓷电容*容量和小体积的要求。只要*N（增加层数）便可*电容量。当然采用高K值材料（降低稳定性能）、增加A（*体积）和减小t（降低电压耐受能力）也是可以采取别的办法。
其中介电常数K，取决于电容器中填充的陶瓷介质材料。电容器使用的环境温度、工作电压、工作频率以及长期工作的稳定性等对不同的介质会有不同的影响。通常介电常数（K值）越大，则稳定性、*性和耐用性便越差。
目前*常用的多层陶瓷电容器介质有三个类型：COG或NPO是*稳定材料，K值为10~100；X7R是较稳定的材料，K值为2000~4000；Y5V或Z5U为一般用途的材料，K值为5000~25000。
上述材料中，COG和NPO为*稳定材料，在-55℃~ 125℃范围内电容器的容量变化不*过&plu*n;30ppm/℃。
其余材料是按其工作温度的范围和电容量的变化率来命名的。详见表1：
表 1
下限温度（代码） 上限温度（代码） 电容量变化率（代码）
＋10℃     (Z)
－30℃     (Y)
－50℃     (X) ＋45℃      (2)
＋65℃      (4)
＋85℃      (5)
＋105℃    (6)
＋125℃    (7) &plu*n;1.0%              (A)
&plu*n;1.5%              (B)
&plu*n;2.2%              (C)
&plu*n;3.3%              (D)
&plu*n;4.7%              (E)
&plu*n;7.5%              (F)
&plu*n;10%              (P)
&plu*n;15%              (R)
&plu*n;22%              (S)
＋22~－33%    (T)
＋22~－56%    (U)
＋22~－82%    (V)

常用的介质材料中：
X7R代表使用温度范围为-50℃至 125℃；此范围内的电容量变化可*&plu*n;15％。
Z5U代表使用温度范围为 10℃至 85℃；此范围内的电容量变化从-56％至 22％。
Y5V代表使用温度范围为-30℃至 85℃；此范围内的电容量变化从-82％至 22％。
这些关系表明，对片式电容器选择不能一味只考虑体积和价格，如果有使用环境温度问题，还应当注意电容器的介质带来的电容量变化问题。图9画出了不同材质电容器电容量以及介质损耗随温度变化的曲线。
不同材质的电容器性能和应用事项是：
① NPO电容器
NPO电容器是电容量*稳定和介质损耗*小的电容器。在温度-55℃至 125℃的电容量变化为0&plu*n;30ppm/℃；另外，电容量随频率及相对使用寿命的变化都*小。
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。
② X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型陶瓷电容器。在温度在-55℃至 125℃时的容量变化为15%，需要注意的是，此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，也*间的变化而变化，但是要比Z5U和Y5V电容器好得多。
X7R电容器主要用在电压要求不高的工业场合，而且电压变化所造成的容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是，相同的体积下（与NPO电容器比）电容量可以做得比较大。
③ Z5U电容器
Z5U电容器称为“通用”陶瓷片式电容器。它*主要优点的是小尺寸和*。在已经讲过的三种片式电容中，同样体积下，Z5U电容器具有*大的电容量。
但Z5U电容量受环境和工作条件影响较大，另外介质损耗可以*3%。
尽管它的容量不稳定，但它*的体积小、等效串联电感(*L)和电阻(*R)低、以及频率响应好的优点，使这种电容获得了广泛应用，*是在退耦电路的应用。
④ Y5V电容器
Y5V电容器是有*温度限制的通用电容器，在-30℃到 85℃范围内其容量变化可以* 22%至-82%，另外，介质损耗可以*5%。
但Y5V的高介电常数，允许在较小的物理尺寸下制造出*4.7μF的电容器。
*后，说一说工作电压和储存时间对电容器容量变化的影响：
① 使用电压对电容器的电容量有影响。图10可见在施加额定电压后，有些电容器的电容量会大幅下降（如ZU5），有可能达不到使用效果。这同样说明在电容器上选择不能一味追求大容量和小体积，*须在容量和使用电压上留有充分余地。
② 储存时间对电容器的容量也有影响。
对*稳定的电容器，如COG和X7R，电容器*间*的容量变化不大。
可是Z5U/Y5V这类电容器，存放1000小时后的电容量变化可以*5~10%，或更大。但电容器的容量老化是可逆的，每次将电容温度升到125℃，老化过程便重新开始。所以，这类电容器在长时间存放后所发生的容量偏低不属于产品质量问题，其特性是*合国际规范的。对容量偏低电容器，将其放在150℃左右的环境下预热1小时，其电容量就能得到恢复。
5.2 片式电容器在设备电磁干扰抑制中的应用
片式电容器在电子电路中的主要应用有：滤波、耦合、去耦、旁路、谐振、时间常数（定时）和反馈等。片式电容器在设备中电磁干扰抑制的应用，只是片式电容器的一个应用方面，为了突出电容器的 “对策”作用，才专门列成一节。其中，电源线路去耦和滤波也是设备电磁干扰抑制的一部分。此外还有信号线的共模滤波，信号线和电源线的辐射抑制等。
有时为了使片式电容干扰抑制的效果更加显现，还要与片式磁珠和片式电感器结合起来使用。现时还有一种将电容和电感综合在一个元件里的片式复合器件（见本文第六章：“片式高频噪声抑制组件”）可以供应，使用更方便，效果也更好。