為什么你的4.7-μF瓷片電容變成了0.33-μF電容？

選擇正確的電容

在我的例子中，我為4.7μF的X7R電容選擇了最小的可用封裝，因為尺寸是我項目的一個(gè)考慮因素。由于本人的無(wú)知，因而假設了任何一種X7R都與其它X7R有相同的效果;而顯然，情況并非如此。為使我的應用得到正確的性能，我必須采用某種更大的封裝。

我真的不想用1210封裝。幸運的是，我可以把所用電阻值增大5x,因而電容量減少到了1μF。

圖2是幾種16V、1μF X7R電容與16V、4.7μF X7R電容的電壓特性圖。0603的1μF電容和0805的4.7μF電容表現相同。0805和1206的1μF電容性能都略好于1210的4.7μF電容。因此，使用0805的1μF電容，我就可以保持電容體積不變，而偏壓下電容只降到額定量的大約85%，而不會(huì )到30%。

但我還是困惑。我曾認為所有X7R電容都應該有著(zhù)相同的電壓系數，因為所用的電介質(zhì)是相同的，都是X7R。所以我向一位同事，日本TDK公司的現場(chǎng)應用工程師克里斯?伯克特請教，他也是瓷片電容方面的專(zhuān)家。他解釋說(shuō)很多材料都能滿(mǎn)足“X7R”資格。事實(shí)上，任何一種材料，只要能使器件滿(mǎn)足或超過(guò)X7R溫度特性(即在-55°C到+125°C范圍內，變化在±15%)，都可以叫做X7R。伯克特也解釋說(shuō)，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對X7R電容或任何其他類(lèi)型瓷片電容的電壓系數規范。

這是一個(gè)關(guān)鍵的要點(diǎn)，因此我要再重復一遍。只要一個(gè)電容滿(mǎn)足了溫度系數規范，不管其電壓系數多么糟糕，廠(chǎng)商都可以把這個(gè)電容叫做X7R電容(或者X5R,或其他任何類(lèi)型)。這個(gè)事實(shí)印證了任何一位有經(jīng)驗電器工程師都知道的那句準則(雙關(guān)語(yǔ))：去讀數據表!

由于廠(chǎng)商越來(lái)越傾向于小型元件，所以他們不得不對使用的材料作出妥協(xié)。為了用更小的尺寸獲得所需要的體積效率，他們被迫接受了更糟糕的電壓系數。當然，有信譽(yù)的制造商會(huì )盡量減少這種折中的副作用。

結論是，在使用小封裝瓷片電容的時(shí)候(實(shí)際在使用任何元件的時(shí)候)，閱讀數據表都極為重要。但很遺憾，通常我們見(jiàn)到的數據表都很簡(jiǎn)短，幾乎無(wú)法為你做決定提供任何需要的信息，所以你必須堅持讓制造商給出更多的信息。

那么被我否定的Y5V電容怎么樣呢?純?yōu)楹猛?，我們?lái)研究一個(gè)普通的Y5V電容。我選擇的是一個(gè)4.7μF、0603封裝的額定6.3V電容)我不會(huì )提制造廠(chǎng)商，因為它的Y5V電容并不劣于任何其他廠(chǎng)商的Y5V電容)，并查看它在5V電壓和+ 85° C下的規格。在5V電壓下，典型的電容量比額定值低92.9%，或為0.33 μF。

這就對了。如果給這個(gè)6.3V的電容加5V偏壓，則其電容量要比額定值小14倍。

在0V偏壓+85°C時(shí)，電容量會(huì )減少68.14%，從4.7μF降至1.5μF?，F在，你可能覺(jué)得，在5V偏壓下，電容量會(huì )從0.33降至0.11μF。幸運的是，兩個(gè)效應并沒(méi)有以這種方式結合到一起。在這個(gè)特例中，室溫條件下加5V偏壓的電容變化要差于+85°C。

明確地說(shuō)，這個(gè)電容在0V偏壓下，電容量會(huì )從室溫的4.7μF降到+85°C的1.5μF;而在5V偏壓下，電容量會(huì )從室溫的0.33μF增加到+85°C的0.39μF。這個(gè)結果應該讓你信服了，真的有必要仔細查看元件規格。

著(zhù)手處理細節

這次教訓之后，我再也不會(huì )向同事或消費者推薦某個(gè)X7R或X5R電容了。我會(huì )向他們推薦某家供應商的某種元件，而我已經(jīng)檢查過(guò)該元件的數據。我也提醒消費者，在考慮制造的替代供應商時(shí)，一定要檢查數據，不要遭遇我的這種問(wèn)題。

你可能已經(jīng)察覺(jué)到了更大的教訓，那就每次都要閱讀數據表，無(wú)一例外。如果數據表上沒(méi)有足夠的信息，要向廠(chǎng)商要具體的數據。也要記住，瓷片電容的命名X7R、Y5V等跟電壓系數毫無(wú)關(guān)系。工程師們必須檢查了數據才能知道(真正地知道)某種電容在該電壓下的性能如何。

最后請記?。寒斘覀兂掷m瘋狂的追求更小尺寸時(shí)，它也成為了每天都會(huì )遇到的問(wèn)題。