贴片电容选型指南及优缺点


    电容器是电路中的基础元器件，铝电解电容因其价格便宜，容量大被广泛使用。随着电子产品的微型化，电解电容因为体积大，波纹电流导致的自身发热问题，逐渐被贴片电容替代。


    随着技术发展，MLCC体积可以做的越来越来小，达到了0201，容值也不断增加，具有节省了空间，抑制波纹，延长寿命的优点。但MLCC的ESR(等效串联电阻)较小的特点却起到了反效果，由于会产生异常振动以及共振的情况，因此在更换时需要格外注意。


    随着技术的进步，数10～100μF以上的大容量MLCC实现产品化，从而可用其更换电解电容器。电解电容器的寿命为10年，但几乎没有任何要素会缩短MLCC的寿命。


    输出电容器中电解电容也不断被更换为MLCC


    使用模拟电路等更换去耦电容器的情况越来越多。


    各类电容器使用注意事项


    容量大，但会因自己发热容易导致寿命变短的电解电容器


    电容器的ESR会根据频率不同而发生变化。


    将某一频率中电容器的ESR表示为R，波纹电流表示为I，则RI2的电力出现热损耗，从而使电容器自己发热。


    电解电容器拥有大容量的特点，但由于其ESR过高，因此波纹电流导致发热过大是其缺点。


    电容器可接受的波纹电流上限值称为允许波纹电流。若使用时超过允许波纹电流时会缩短电容器的寿命。


    注：ESR与波纹电流


    理想的电容器是只有静电容量的元件，但现实中，其还拥有因电极带来的电阻成分与电感成分。电路图中无法标识的电阻成分称为ESR（等效串联电阻）、电感成分称为ESL（等效串联电感）。


    直流电流虽然是以一定电压并沿一个方向流动的电流，但电源电路的直流电流中重叠有噪声电流等各类交流成分。例如，通过对商用交流电进行整流（全波整流）后得到的直流电流中包含有周期为商用交流电2倍的微波（波纹）状脉动电流。同时，开关方式的DC-DC转换器中，直流电压重叠有开关周期的脉动电流。这些均称为波纹电流。


    铝电解电容器的寿命为10年


    铝电解电容器的静电容量大，价格低，因此广泛使用于电子设备中，但其有使用寿命，因此在使用时需要特别注意。铝电解电容器的寿命一般为10年左右。这是由于电解液干涸（蒸发）导致静电容量降低而引起的（容量流失）。


    电解液的消失量与温度有关，其基本符合被称为"阿伦尼乌斯定律"的化学反应速度理论。该定律表示，若使用温度上升10℃则寿命会变为原来的2分之1，若下降10℃则寿命会变为原来的2倍，因此10℃2倍定律。因此，在波纹电流导致自己发热较大的条件下进行使用时，寿命将会进一步缩短。


    同时，电解液的干涸也会使ESR上升。直流电压与波纹电压重叠时，需要注意波纹电压的峰值不要超过额定电压（耐压）。电源电路等使用额定电压为输入电压3倍左右的电容器。


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