什么是陶瓷电容器？ 陶瓷电容器的应用

什么是陶瓷电容器？

陶瓷电容器陶瓷电容器使用陶瓷材料作为电介质。陶瓷是早用于生产电容器的材料之一，因为它是一种已知的绝缘体。陶瓷电容器使用了许多几何形状，其中一些，如陶瓷管状电容器和阻挡层电容器，由于其尺寸、寄生效应或电气特性，如今已经过时。现代电子产品中常用的陶瓷电容器类型是多层陶瓷电容器，也称为陶瓷多层芯片电容器 (MLCC) 和陶瓷盘电容器。MLCC 是产量的电容器，每年产量约为 10000 亿台。它们采用 SMD（表面贴装）技术制造，由于体积小而得到广泛使用。陶瓷电容器通常具有非常小的电容值，通常在 1nF 和 1?F 之间，但可能高达 100?F。陶瓷电容器的尺寸也非常小，额定电压较低。它们没有极化，这意味着它们可以安全地连接到交流电源。由于电阻或电感等寄生效应较低，陶瓷电容器具有良好的频率响应。

陶瓷电容器定义

陶瓷电容器是一种使用陶瓷材料作为电介质的电容器。常见的两种类型是多层陶瓷电容器和陶瓷圆盘电容器。

特征

精度和公差

目前有两种类型的陶瓷电容器：1 类和 2 类。1 类陶瓷电容器用于需要高稳定性和低损耗的地方。它们非常，电容值在施加的电压、温度和频率方面都很稳定。NP0 系列电容器在 -55 至 +125 °C 的总温度范围内具有 ±0.54% 的电容热稳定性。标称电容值的公差可低至 1%。

2 类电容器单位体积电容较高，用于不太敏感的应用。其热稳定性在工作温度范围内通常为 ±15%，标称值公差约为 20%。

规模优势

当需要高元件封装密度时，正如大多数现代印刷电路板 (PCB) 的情况一样，MLCC 器件与其他电容器相比具有巨大优势。为了说明这一点，“0402 多层陶瓷电容器封装尺寸仅为 0.4 毫米 x 0.2 毫米。在这样的封装中，有 500 层或更多的陶瓷和金属层。截至 2010 年，陶瓷的厚度约为 0.5 微米。

高电压、高功率

体积更大的陶瓷电容器可以承受更高的电压，这些电容器被称为功率陶瓷电容器。这些电容器的体积比 PCB 上使用的电容器大得多，并且具有专用端子，可安全连接到高压电源。功率陶瓷电容器可以承受 2kV 至 100 kV 范围内的电压，额定功率远高于 200 伏安。

印刷电路板中使用的较小 MLCC 的额定电压从几伏到几百伏不等，具体取决于应用。

陶瓷电容器的结构和特性

陶瓷圆盘电容器

陶瓷盘电容器是通过在陶瓷盘的两面涂上银触点来制造的。为了获得更大的电容，这些设备可以由多层制成。陶瓷盘电容器通常是通孔元件，由于其尺寸较大，因此不再受欢迎。如果电容值允许，则使用 MLCC。陶瓷盘电容器的电容值为 10pF 至 100μF，电压额定值范围很广，介于 16 伏特至 15 kV 之间。

陶瓷电容器示意图

多层陶瓷电容器（MLCC）

MLCC 的制造方法是将细磨的顺电材料和铁电材料颗粒混合，然后交替用金属触点分层。分层完成后，将设备加热至高温，烧结混合物，从而产生具有所需特性的陶瓷材料。终的电容器基本上由许多并联连接的较小电容器组成，从而增加了电容。MLCC 由 500 层或更多层组成，层厚度约为 0.5 微米。随着技术的进步，层厚度减小，相同体积下可实现更高的电容。

陶瓷电容器的应用

考虑到 MLCC 是电子行业中生产广泛的电容器，不言而喻，这些电容器有无数的应用。一个有趣的高精度、高功率应用是发射站中的谐振电路。2 类高功率电容器用于高压激光电源、电源断路器、感应炉等。小型 SMD（表面贴装）电容器通常用于印刷电路板，高密度应用使用的电容器大小与沙粒相当。它们还用于 DC-DC 转换器，这些转换器以高频和高水平电噪声的形式对组件施加很大的压力。陶瓷电容器也可以用作通用电容器，因为它们没有极化，并且具有各种电容、电压额定值和尺寸。许多业余爱好者，尤其是机器人领域的爱好者，都熟悉用于有刷直流电机的陶瓷盘电容器，以限度地降低射频噪声。