Керамические конденсаторы: их виды и назначение

Керамический конденсатор – это электронный агрегат, способный сохранять восстановленный электрический потенциал . Когда применяется напряжение, резонатор собирает потенциал, и затем наступает отброс энергии – разряд. Это достигается через устройство — пара проводов разделена материалом-изолятором. Проводники накапливают восстановленный электрический потенциал.

Керамические конденсаторы представляют собой тип конденсатора, в котором в качестве изолятора применяется керамический компонент. Этот элемент может быть изготовлен из оксидов различных металлов, смешанных с алюминиевыми силикатами.

Одним из отличий является то, что у керамических конденсаторов отсутствует полярность, поэтому их можно безопасно использовать в цепях переменного тока, чего не происходит с электролитическими конденсаторами, которые имеют определенную полярность.

Имеется несколько разновидностей керамических резонаторов. Классификация производится в зависимости от вида использованной керамики и способа изготовления. Некоторые из наиболее распространенных включают в себя:     

  • Многослойные керамические конденсаторы (MLCC): такой тип является наиболее распространенным в отрасли, с выпуском до 1 000 000 000 экземпляров в год. Они состоят из нескольких слоев керамики и металла, наложенных друг на друга. Эта архитектура увеличивает площадь поверхности изолятора, а значит увеличивает общую емкостный показатель.
  • Керамические дисковые резонаторы: такие конденсаторы имеют форму диска,  похожи на горох или чечевицу. Широко применяется в компьютерах, телевизорах, в мобильных телефонах и т.д.
  • Однослойные керамические конденсаторы. В отличии от MLCC, эти конденсаторы состоят из одного слоя керамики. В основном используются в высоковольтном оборудовании.

История керамических конденсаторов

Керамический конденсатор, таким каким мы его знаем, был произведен в Италии в начале 20-го века. Чтобы уменьшить себестоимость начали добавлять титанат (BaTiO3 или титанат бария). В дальнейшем применяли в военной электронной продукции в 40-х годах. В 70-х годах начали поставки керамических конденсаторов, применяемых в электротехнике. Последующие улучшения были внесены в их параметры.

Параметры керамического конденсатора

Конденсаторы, будь то электролитические или керамические обладают характеристиками, значимыми для вашего проекта.

  • Точность и допуск. На сегодняшний день существует два класса:
  • Класс 1 предназначен для применения в сферах, требующих высокой точности. Их емкость должна оставаться постоянной если приложить напряжение, а также если изменяется частота и температура. Они функционируют в диапазоне температур от -55°C до +125°C, а погрешность обычно составляет всего на ±1%.
  • Класс 2 имеет большую емкость, но менее точен. Его термостойкость может привести к изменению его мощности до 15% и отклонению допусков примерно на 20% к мощности.
  • Форм-фактор: керамические конденсаторы используются для монтажа, конденсаторы MLCC используются для печатных или PCB плат.
  • Мощность и напряжение: не все поддерживают одинаковое напряжение и мощность. Это параметр, который вам необходимо проверить при покупке, чтобы убедиться, что он поддерживает диапазоны, которые вам нужны. Однако MLCC обычно выдерживают напряжение от нескольких вольт до сотен вольт.

Преимущества и недостатки керамических конденсаторов

Преимущества:

  • Компактная структура
  • Дешевый
  • Подходит для переменного тока благодаря своей неполяризованной природе
  • Устойчив к помехам сигнала

Недостатки:

  • Значение емкости ниже
  • Разные типы керамики по-разному влияют на зависимость емкости от напряжения и температуры

Типы керамических конденсаторов

Существует несколько типов керамических конденсаторов, некоторые из наиболее важных:

  • Полупроводники: имеют хорошую плотность, большую емкость и небольшой размер. Достигается за счет высокой диэлектрической проницаемости и очень маленькой толщины слоев.
  • Высокого напряжения: в качестве диэлектрика используются титанат бария и титанат стронция, выдерживающих высокие напряжения. Имеют высокие диэлектрические свойства и хорошо выдерживают переменный ток, но у них есть недостаток — емкость меняется с повышением температуры.
  • Многослойный керамический конденсатор: состоят из нескольких слоев керамики или диэлектрика и проводящего материала. Их еще называют монолитные чип-конденсаторы. Этот тип более точный, имеет небольшие размеры и идеально подходят для поверхностного монтажа на печатных платах. Вышеупомянутые MLCC относятся к этому типу. В настоящее время этот тип стал самым распространенным компонентом радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Конденсаторы которые принимают на скупке

Если вы решили сдавать керамические конденсаторы, то лучше заниматься теми, которые были произведены в Советском союзе. В те времена делали на совесть и не жалели драгоценных металлов.

При поиске конденсаторов для сдачи стоит обратить внимание на серию КМ. Эти модели  широко распространены. Цена может быть высокой из-за того, что диэлектрики изготавливаются с добавлением драгоценных металлов: золото, палладий, платина.

  • КМ зелёные (Н30) любого размера 

На корпусе маркировка Н30. Содержат платину (0,13 г), стоят не дорого.

  • КМ зелёные (Н30) 68n

На корпусе маркировка Н30 68n. Содержат только платину (0,55 г), стоят не дорого.

  • КМ зелёные V и KM зеленые M1500

На корпусе маркировка 4V, 5V, M1500. Большое содержание палладия (60 г), стоят дорого.

  • КМ зелёные (D) любого размера

На корпусе маркировка D. Содержат только платину (50 г), стоят не дорого.

  • КМ зелёные (D) 68n

На корпусе маркировка D68n. Содержат только платину (0,13 г), стоят не дорого.

  • KM рыжие общая группа

На корпусе может присутствовать различная маркировка 6F, 6L, 6U, H90 и другие. Содержат палладий (40 г) и платину (2 г), стоят дорого.

  • КМ рыжие V и КМ рыжие М1500

На корпусе 4V, 5V, 6V и М1500. Содержит палладий (60 г). Стоят дорого.

  • KM рыжие (H90) м68, 1М0

На корпусе маркировка H90 m68 и H90 1m0. Этот тип имеет большие габариты чем общая группа. Содержит палладий (0,06 г) и платину (0,0013 г). Стоят не дорого.

  • KM рыжие (H90) 1М5, 2М2

На корпусе маркировка H90 1m5 и H90 2m2. Этот тип имеет большие габариты чем общая группа. Содержит палладий (0,06 г) и платину (0,0026 г). Стоят не дорого.

  • KM бескорпусные

Советские керамические конденсаторы без корпуса. Не имеют выводов. Стоимость определяется по результатам экспертизы.

Как проверить керамический конденсатор

Конденсатор можно проверить визуально на наличие видимых повреждений и определить, неисправен он или нет. Конденсатор повреждается при следующих условиях:

Конденсатор имеет выпуклую торцевую поверхность. При выходе из строя электролитического конденсатора давление сбрасывается через слабые места в верхней торцевой поверхности. Во время отказа конденсатор снижает давление за счет выброса газа, вызывая электролитический разряд. Газ выходит через верхнее отверстие конденсатора, что в конечном итоге приводит к вздутию верхней части. Такая деформация оберегает от повреждения окружающие компоненты, подключенных вблизи неисправного конденсатора.

Конденсатор имеет выпуклое дно и приподнятый кожух. При выходе из строя конденсатора, если давление выделившегося газа не разрушает верхнее вентиляционное отверстие, он уходит вниз, давя на резину и вызывая вздутие, что также приподнимает корпус.

Далее, если внешних нарушений не обнаружено, проверять можно с помощью цифрового мультиметра. С его помощью можно проверить работоспособность конденсатора, но не емкость.

Маркировка керамических конденсаторов

Маленький размер конденсатора является причиной сложной маркировки. На корпусе присутствуют основные параметры: допустимое отклонение от номинала в процентах, емкость, напряжение.

  • Емкость

Из-за небольшого размера корпуса керамических конденсаторов их емкость не указывается напрямую, например «0,1 мкФ» или «10 мкФ», а указывается только с использованием одной-трех цифр.

От 1 до 2 цифр. В случае одного-двух цифирных обозначений емкость представляет собой просто число, читаемое как есть, с добавлением единицы измерения «пФ (пикофарад)». Например, «10» — это 10 пФ, а «40» — 40 пФ. Это связано с тем, что чем меньше число, тем больше его можно напечатать как есть.

Трехзначная маркировка. В случае трех цифр, как в углеродных пленочных резисторах, две верхние цифры умножаются на третью цифру — множитель. Единица измерения — пикофарад (пФ). Например, «263» — это 26 х 10 в 3-й степени = 26 000 пФ = 26 нФ = 0,026 мкФ.

  • Напряжение

Напряжения обозначается с помощью численно-буквенных кодов. Сначала идет цифра и обозначает вольты. После числа идут буквы: В, V, VDC или VDCW. Если площадь корпуса не позволяет нанести полный код, то наносят в укороченном виде.

Напряжение, ВКодНапряжение, ВКодНапряжение, ВКод
1I25G160Q
1,6R32H200Z
3,2A40C250W
4C50J315X
6,3B63K400Y
10D80L450U
16E100N500V
20F125P

Если кода нет, то данный конденсатор можно использовать только в цепях с низким значениями напряжения и соблюдать полярность, если она есть. Иначе конденсатор выйдет из строя.

  • Цветовая маркировка керамических конденсаторов

Конденсатор имеет малую площадь, поэтому иногда используют цветовую маркировку. Используются полосы (3-5 штук) разного цвета и наносятся вертикально или горизонтально. Номинальная емкость обозначается определенным цветом. 0 — черный, 1 — коричневый, 2 — красный, 3 — оранжевый, 4 — желтый, 5 — зеленый, 6 — голубой, 7 — фиолетовый, 8 — серый, 9 — белый.

В двух первых полосках закодированы два числа. Они умножаются на число, закодированное в третьей полоске. Например коричневый — 10 в степени 1, красный — 10 в степени 2 и т.д.

Четвертая полоса, если она есть, соответствует допустимым отклонениям от номинальной емкости. Белый цвет означает отклонение в 10 процентов в положительную и отрицательную  стороны, черный до двадцати процентов. Пятая полоска характеризует номинал напряжения: 250 В красный цвет, 400 В желтый.

Свяжитесь с нами