片式钽电容器与多层陶瓷电容器并联混合电容器研究

发布时间：2017-09-11 10:45

  本文关键词：片式钽电容器与多层陶瓷电容器并联混合电容器研究

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【摘要】：电容器是基本的三大电子元件之一,大量应用在现代电路应用中,起着滤波、去耦、旁路等作用。随着集成电路频率的不断提高、封装面积要求的日益严格,需要电容器制造技术进一步发展,以满足市场需要。目前,市场上电容器的种类繁多,但是不同类型的电容器具有不同的特性,例如电解电容器,包括钽电解电容器,应用在需要较大容量的电路应用中。多层陶瓷电容器(MLCCs)适合高频的滤波电路应用。因此,在实际应用中,往往需要使用多种不同类型的电容器来满足电路需求,这些不同类型的电容器并联在印刷电路板(PCB)上,成为一个整体。但是,这就会带来一个问题,不同电容器存在的寄生参数会相互影响并且不利于体积的小型化发展。本文着重研究一种集成化的片式钽电容器与多层陶瓷电容器并联混合电容器。文章首先对片式钽电容器和多层陶瓷电容器的结构和电性能差异进行介绍,然后对各自的应用领域进行说明。在此基础上构建片式钽电容器与多层陶瓷电容器的并联结构,并且可以在一个标准的焊盘尺寸内进行模压封装。这种混合电容器具有两种电容器的优点：在保持大容量的前提下,具有出色的频率特性,具有极低的等效串联电阻值(ESR)。对于给定容量的电容器来说,随着等效串联电阻的增加,纹波电压和电容器的功率耗散都会随之增加；除此之外,并联结构还消除了多层陶瓷电容器的压电噪声,这是陶瓷电容器特有的特性之一,当多层陶瓷电容器产生机械振动时,就会产生压电噪声,导致系统信号失真。测试方面,本文对片式钽电容器、多层陶瓷电容器、片式钽电容器与多层陶瓷电容器并联混合电容器进行了电参数测试和性能分析,其中包括常温电参数、容量-直流偏压特性、容量-频率特性、等效串联电阻-频率特性。不仅如此,还对并联混合电容器进行环境和机械应力测试,包括温度冲击稳定性、高低温稳定性、外力冲击稳定性、高频振动稳定性。最后,对三种电容器进行电路模拟和实际滤波电路测试。通过测试分析,可以看出并联混合电容器在电性能参数、电性能稳定性、产品可靠性以及实际滤波效果上都具有出色表现。
【关键词】：片式钽电容器 多层陶瓷电容器 等效串联电阻 并联混合电容器
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-16
• 1.1 选题缘由和意义14
• 1.2 国内外研究现状14
• 1.3 研究目标及研究内容14-16
• 第二章 片式钽电容器与多层陶瓷电容器简介16-28
• 2.1 片式钽电容器16-17
• 2.1.1 片式钽电容器的发展历史16
• 2.1.2 片式钽电容器的结构16-17
• 2.2 多层陶瓷电容器17-20
• 2.2.1 多层陶瓷电容器的发展历史17-18
• 2.2.2 多层陶瓷电容器的结构18-20
• 2.3 片式钽电容器与多层陶瓷电容器特性对比20-23
• 2.3.1 容量与直流偏压的关系20-21
• 2.3.2 容量与温度的关系21
• 2.3.3 纹波电流能力21-22
• 2.3.4 颤噪效应22-23
• 2.4 片式钽电容器与多层陶瓷电容器实际应用对比23-26
• 2.4.1 片式钽电容器的应用领域23-25
• 2.4.2 多层陶瓷电容器的应用领域25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 片式钽电容器与多层陶瓷电容器并联混合电容器28-48
• 3.1 并联混合电容器结构分析28-29
• 3.2 并联混合电容器电性能分析29-38
• 3.2.1 常温电参数测试29-32
• 3.2.2 容量-直流偏压特性32-34
• 3.2.3 容量-频率特性34-36
• 3.2.4 等效串联电阻-频率特性36-38
• 3.3 并联混合电容器环境特性分析38-42
• 3.3.1 高低温稳定性38-41
• 3.3.2 温度冲击稳定性41-42
• 3.4 并联混合电容器机械物理特性分析42-46
• 3.4.1 应力冲击和高频振动测试42-44
• 3.4.2 端面涂层结合强度测试44-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 并联混合电容器应用分析48-58
• 4.1 并联混合电容器应用模拟48-51
• 4.2 并联混合电容器实际应用分析51-57
• 4.2.1 不同温度条件下滤波性能对比53-55
• 4.2.2 振动条件下应用性能对比55-56
• 4.2.3 滤波电路频谱分析56-57
• 4.3 本章小结57-58
• 第五章 结论和展望58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-64
• 作者简介64

【参考文献】

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1 李春光,高勇,董宁利;铌、钽电容器性能分析[J];功能材料;2005年01期

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本文编号：830227