陶瓷电容器
陶瓷电容和高分子固态电容
陶瓷电容和高分子固态电容
陶瓷电容和高分子固态电容两者之间存在一定的区别。
具体分析如下：
陶瓷电容：陶瓷电容器通常采用陶瓷材料作为电介质，具有较好的温度特性和稳定性。
陶瓷电容器不受使用环境的温度和湿度影响，在高低温稳定性方面表现良好。
它们通常用于需要稳定性能和可靠性的应用中，如滤波、去耦和能量存储等。
陶瓷电容器的尺寸可以做得很小，适合表面贴装技术（SMT），在便携设备和高密度印刷电路板中广泛使用。
高分子固态电容：高分子固态电容也称为导电聚合物电容，采用高分子材料作为电介质。
与传统的电解电容相比，高分子固态电容在高温下的稳定性更高，几乎不可能出现爆浆现象。
此外，高分子固态电容在等效串联电阻（ESR）上的表现更优异，特别是在高频运作时，具有更低的阻抗和热输出特性。
陶瓷电容因其良好的温度特性和稳定性而被广泛应用于各种电子设备中，而高分子固态电容则因其优异的高频性能和稳定性在电源和信号处理电路中得到青睐。
陶瓷电容工作原理
陶瓷电容工作原理
陶瓷电容是一种常见的电子元器件，用于存储和放电电荷。
它由陶瓷介质和两个电极组成，其中一个电极是正极，另一个是负极。
陶瓷电容的工作原理是基于电场的原理。
当陶瓷电容器处于断电状态时，两个电极之间没有电流流动，且电荷不会发生改变。
但是，当电压施加到电容器上时，会在陶瓷介质中形成一个电场。
电场的强度与电压成正比。
在施加电压之后，陶瓷电容器会开始吸收电荷，并在电场的作用下将电荷存储在陶瓷介质中。
这个存储的电荷量与施加的电压成正比。
当移除电压源后，陶瓷电容器会保持存储的电荷，直到需要时才释放。
当需要释放电荷时，将电容器连接到一个负载电阻上。
电荷会通过负载电阻流动，陶瓷电容器会逐渐失去存储的电荷，直到达到零电荷状态。
陶瓷电容器的容量大小取决于陶瓷介质的特性以及电极的尺寸和形状。
通常，较大的电容器能够存储更多的电荷。
另外，陶瓷电容器具有快速响应和稳定性的特点，因此被广泛应用于电子电路中的滤波、耦合和去耦等功能。
总之，陶瓷电容器是一种基于电场原理工作的电子元器件，能够存储和释放电荷。
它通过陶瓷介质和两个电极实现电场的形成和电荷的存储，具有快速响应和稳定性的特点。
陶瓷电容材质
陶瓷电容分级：NPO（COG）X7R X5R Y5V Z5U这个是按美国电工协会（EIA）标准，不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类：超稳定级（工类）的介质材料为COG或NPO；稳定级（II类）的介质材料为X7R；能用级（Ⅲ）的介质材料Y5V。
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。
当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。
它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。
COG,X7R,X5R,Y5V均是电容的材质，几种材料的温度系数和工作范围是依次递减的，不同材质的频率特性也是不同的。
NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。
在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。
所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。
一NPO电容器NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。
它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。
在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。
NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容COG（Chip On Glass）即芯片被直接邦定在玻璃上。
这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积，且易于大批量生产，适用于消费类电子产品的LCD，如：手机，PDA等便携式产品，这种安装方式，在IC生产商的推动下，将会是今后IC与LCD的主要连接方式。
104陶瓷电容
104陶瓷电容是电子电路中常见的一种电容器，其全称为104兆皮法（104 pF）陶瓷电容器。
在此，我们将详细介绍104陶瓷电容的特性、参数以及应用。
一、特性参数1. 容量与误差：104陶瓷电容的实际电容量为100000皮法（pF），即0.1微法（μF）。
其容量误差通常为J级5%，K级10%，M级20%。
这意味着在实际使用过程中，104陶瓷电容的容量可能会在一定范围内波动。
2. 额定工作电压：104陶瓷电容在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压称为耐压。
对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
3. 温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1°C，电容量的相对变化值。
104陶瓷电容的温度系数越小越好，这有助于保持电容的稳定性。
4. 绝缘电阻：绝缘电阻用来表明漏电大小。
一般而言，小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。
而电解电容的绝缘电阻一般较小。
相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。
二、应用104陶瓷电容广泛应用于各种电子电路中，如滤波、耦合、振荡、延时等。
其优点包括高频性能好、电容稳定性好、工作温度范围广等。
然而，钽电容的价格较高，容易出现烧毁现象，因此在一些应用场合，104陶瓷电容可以替代钽电容。
三、测试要测试104陶瓷电容的耐压值，可以使用绝缘电阻表与直流电压表配合的方法进行测量。
具体操作如下：将直流电压表和被测电容器并联到绝缘电阻表的两个端钮上，接好后缓慢加速摇动绝缘电阻表手柄，察看电压表指示值，如指针不再上升或上升又降低，此时测出的即是该电容器的最高耐压值，也是它的临界击空值。
《陶瓷储能电容器》课件
密封技术
采用先进的密封材料和工艺，提高储能 电容器的防水、防尘、防震等性能，保 证其在各种恶劣环境下的稳定运行。
VS
集成化封装
将多个储能电容器集成在一个封装内，实 现模块化、阵列化的封装方式，便于电路 设计和应用。
05
陶瓷储能电容器的市场前景
市场需求分析
总结词
随着科技的发展和新能源市场的扩大，陶瓷 储能电容器的市场需求呈现出不断增长的趋 势。
储能容量
陶瓷储能电容器的储能容量取决于介质材料的介电常数、电极面积和施加电压的 大小。随着材料和制造工艺的不断改进，陶瓷储能电容器的储能容量不断提高。
03
陶瓷储能电容器的应用
电子设备领域的应用
消费电子
陶瓷储能电容器在消费电子领域中主 要用于提供瞬时大电流，确保电子设 备如智能手机、平板电脑等在开机、 关机、唤醒等操作时能够快速响应。
陶瓷储能电容器的重要性
陶瓷储能电容器在电力系统中具有重 要的作用，它可以提高电力系统的稳 定性、改善电能质量、降低损耗等。
在新能源领域，陶瓷储能电容器可以 用于储存太阳能、风能等可再生能源 产生的电能，实现能源的合理利用和 有效管理。
陶瓷储能电容器的发展历程
陶瓷储能电容器的发展经历了多个阶段，从最早的纸质电容 器到后来的陶瓷电容器，再到现在的复合陶瓷电容器，其性 能和可靠性不断提高。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，陶瓷储能电容器的 应用领域越来越广泛，未来还有很大的发展空间和应用前景 。
02
陶瓷储能电容器的原理
电容器的原理
电容器的基本原理
电容器是一种能够存储电荷的电子元件，其基本原理是利用两块相对的导电板 之间的电场来存储电能。
电容器的充放电过程
陶瓷电容器用途
陶瓷电容器用途陶瓷电容器是一种广泛使用的电子元件，它具有容量小、失谐小、负载稳定性好、耐高温、耐震动、寿命长等优点。
因此，它被广泛应用于电子产品中，如计算机、手机、平板电视、电子游戏机、家用电器等等。
以下是陶瓷电容器的用途介绍。
1. 电源滤波在电子设备中，电源滤波是一项重要的任务，它可以去除电源中的高频噪音，确保电路工作的稳定性和可靠性。
陶瓷电容器可以作为电源滤波电容器，减小电源输出的噪声和纹波电压，提高设备的稳定性和运行效率。
2. 振荡电路振荡电路是将电能转换为振荡信号的电路，其应用广泛，例如电子时钟、无线电收发信机等。
陶瓷电容器常被用作振荡电路中的谐振电容器或补偿电容器，它可以帮助调整电路的共振频率、阻尼系数和相位差，以确保振荡电路的可靠性和稳定性。
3. 耦合电容器在两个电路之间传输信号时，需要使用耦合电容器。
陶瓷电容器在耦合电容器中应用广泛，它可以充当电路之间的介质，有效传递信号，提高电路的灵敏度和增益。
4. 调节电容器在需要调节电路特定电容时，可以使用可调电容器进行调节，其中陶瓷电容器是最常见的可调电容器之一。
通过调整陶瓷电容器的容量值，可以改变电路的带宽、中心频率和通带等参数，对于要求高精度和稳定性的应用场合，可选择具有特殊结构和材料的陶瓷电容器。
5. 脉冲电路脉冲电路是电子器件中应用广泛的电路之一，例如触发器、计数器、时序电路等。
陶瓷电容器在这些电路中起着重要的角色，它可以充当脉冲信号的触发器或耦合电容器，实现脉冲信号的精确控制和传输。
6. 传感器电路传感器电路用于将环境参数转换为电信号，例如光、温度、湿度等。
在传感器电路中，陶瓷电容器可以作为传感器的信号处理部分，通过计算电容差异来测量环境参数，帮助实现各种传感器的功能。
总的来说，陶瓷电容器是电子领域中不可替代的元件之一，它的应用广泛，从通用电路到高精密电路，都可以看到它的身影。
随着技术的不断更新，陶瓷电容器将继续在电子行业中发挥重要的作用。
MLCC—搜狗百科
MLCC—搜狗百科 MLCC是⽚式多层陶瓷电容器英⽂缩写.(Multi-layer ceramic capacitors)⼀、瓷介的分类 陶瓷电容⼀般是以其温度系数作为主要分类。
Class I - ⼀类陶瓷（超稳定）EIA称之为COG 或NPO。
⼯作温度范围 -55℃~+125℃，容量变化不超过±30ppm/℃。
电容温度变化时，容值很稳定，被称作具有温度补偿功能，适⽤于要求容值在温度变化范围内稳定和⾼Q值的线路以及各种谐振线路。
Class II/III - ⼆/三类陶瓷（稳定）EIA标称的X7R表⽰温度下限为-55℃；上限温度为+125℃的⼯作温度范围内，容量最⼤的变化为 ±15%，Z5U、Y5V分别表⽰⼯作温度10~+85℃和-30~+85℃；容量最⼤变化为+22~-56%和30~82%，同属于⼆类陶瓷。
优点是体积利⽤率⾼，即在外型尺⼨相同时能提供更⾼的容值，适⽤于⾼容值和稳定性能要求不太⾼的线路。
⼆、瓷介代号陶瓷介质的代号是按其陶瓷材料的温度特性来命名的。
⽬前国际上通⽤美国EIA标准的叫法，⽤字母来表⽰。
常⽤的⼏种陶瓷材料的含义如下：Y5V：温度特性Y代表－25℃； 5代表＋85℃；温度系数V代表－80％～＋30％Z5U：温度特性Z代表＋10℃； 5代表＋85℃；温度系数U代表－56％～＋22％X7R：温度特性X代表－55℃； 7代表＋125℃温度系数R代表 ± 15％NP0：温度系数是30ppm/℃（-55℃～＋125℃）三、⼀般电性能1、介电常数不同介质的类别有不同的表现效果。
环境因素，包括温度、电压、频率和时间（⽼化），对不同介质的电容有不同的影响。
介质常数（K值）越⾼，稳定性能、可靠性能和耐⽤性能便越差。
现代多层陶瓷电容器介质最常⽤有以下三类。
· COG或NPO（超稳定） K值10~100· X7R（稳定）K值2000~4000· Y5V或Z5U（⼀般⽤途）K值5000~250002、绝缘电阻（IR）即介质直流电阻，通常测量⽅法是以额定电压将电容充电⼀分钟，电容充电以后测量其漏电电流。
i类陶瓷电容
i类陶瓷电容
I类陶瓷电容，也被称为高频陶瓷电容器，是一种采用非铁电（顺电）配方的电容器，主要成分为TiO2（介电常数小于150），因此具有非常稳定的性能。
此外，通过添加少量的其他（铁电体）氧化物，如CaTiO3或SrTiO3，可以形成“扩展型”的温度补偿陶瓷，显示出近似线性的温度系数，同时介电常数也可以增加到500。
这两种介质具有低损耗、高绝缘电阻和良好的温度特性。
I类陶瓷电容器的特性包括：
1. 线性温度系数：其电容随温度线性变化。
2. 无电压依赖性：其电容量不依赖于所施加的电压。
3. 无老化：由于制造过程中使用的材料是顺电位材料，因此不会经历严重的老化过程。
由于这些特性，I类陶瓷电容器特别适用于振荡器、谐振回路、高频电路中的耦合电容和其他小损耗和稳定电容量的电路中，或用于温度补偿。
然而，需要注意的是，I类陶瓷电容的容量一般较小。
在封装形式上，I类陶瓷电容可以按照插件和贴片式进行分类。
而在介质材料上，NPO、SL0、COG等通常被认为是I类瓷介电容。
这
些电容器具有极高的容量稳定性，其值基本不随温度、电压、时间的变化而变化。
总的来说，I类陶瓷电容器是一种性能稳定、适用于特定电路应用的电容器。
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陶瓷电容器
陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。
顾名思义，瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器，根据陶瓷材料的不同，这种电容器可分为容量为1～300 pF的低频瓷介电容器和容量为300～22000 pF的高频瓷介电容器两类。
按结构形式分类，又可分为图片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。
陶瓷电容器的发展史
1900年意大利人L.隆巴迪发明了陶瓷介质电容器。
30年代末人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介质电容器。
1940年前后人们发现了现在的陶瓷电容器的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后，开始将陶瓷电容器应用于既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。
而陶瓷叠片电容器于1960年左右作为商品开始开发，到了1970年，随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来，成为电子设备中不可缺少的零部件。
现在的陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%左右。
陶瓷电容器的特点
1、由于陶瓷电容的介质材料为陶瓷介质，所以耐热性能好，不易老化。
2、陶瓷电容能耐酸碱及盐类的腐蚀，抗腐蚀性好。
3、低压陶瓷电容的介电常数大，体积小，容量大。
4、陶瓷电容绝缘性能好，耐高压。
5、陶瓷电容基本不随温度，电压，时间等变化而变化。
陶瓷电容器的分类
1、半导体陶瓷电容器
电容器的微小型化即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，这是电容器发展的趋向之一。
对于分离电容器组件来说，微小型化的基本途径有两个：①使介质材料的介电常数尽可能提高；②使介质层的厚度尽可能减薄。
在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时，陶瓷介质很难做得很薄。
首先是由于铁电陶瓷的强度低，较薄时容易碎裂，难于进行实际生产操作，其次，陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷，生产工艺难度很大。
（1）表面层陶瓷电容器是用BaTiO3等半导体陶瓷的表面上形成的很薄的绝缘层作为介质层，而半导体陶瓷本身可视为电介质的串联回路。
表面层陶瓷电容器的绝缘性表面层厚度，根据形成方式和条件不同，波动于0.01～100μm之间。
这样既利用了铁电陶瓷的很高的介电常数，又有效地减薄了介质层厚度，是制备微小型陶瓷电容器一个行之有效的方案。
（2）晶界层陶瓷电容器晶粒发育比较充分的BaTiO3半导体陶瓷的表面上，涂覆适当的金属氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在适当温度下，于氧化条件下进行热处理，涂覆的氧化物将与BaTiO3形成低共溶液相，沿开口气孔和晶界迅速扩散渗透到陶瓷内部，在晶界上形成一层薄薄的固溶体绝缘层。
这种薄薄的固溶体绝缘层的电阻率很高（可达1012～1013Ω·cm），尽管陶瓷的晶粒内部仍为半导体，但是整个陶瓷体表现为显介电常数高达2×104到8×104的绝缘体介质。
用这种瓷制备的电容器称为晶界层陶瓷电容器（boundarg layer ceramic capacitor），简称BL电容器。
2、高压陶瓷电容器
高压陶瓷电容器的瓷料主要有钛酸钡基和钛酸锶基两大类。
钛酸钡基陶瓷材料具有介电系数高、交流耐压特性较好的优点，但也有电容变化率随介质温度升高、绝缘电阻下降等缺点。
钛酸锶晶体的居里温度为-250℃，在常温下为立方晶系钙钛矿结构，是顺电体，不存在自发极化现象，在高电压下钛酸锶基陶瓷材料的介电系数变化小，tgδ及电容变化率小，这些优点使其作为高压电容器介质是十分有利的。
3、多层陶瓷电容器
多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC）是片式元件中应用最广泛的一类，它是将内电极材料与陶瓷坯体以多层交替并联叠合，并共烧成一个整体，又称片式独石电容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特点，可贴装于印制电路板（PCB）、混合集成电路（HIC）基片，有效地缩小电子信息终端产品（尤其是便携式产品）
的体积和重量，提高产品可靠性，顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向。
陶瓷电容器的作用
1、旁路（去耦）
这是为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗的通路。
在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容器所处的位置不同，称呼就不一样。
对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除；而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。
我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。
2、耦合
用在耦合电路中的陶瓷电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用，它作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路。
3、滤波
用在滤波电路中的陶瓷电容器称为滤波电容，滤波电容是会将一定频段内的信号从总信号中去除的，所以在电源电路中，整流电路将交流
变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的陶瓷电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
4、谐振
用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。
5、调谐
是对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。
6、储能
储能就是储存电能，用于必要的时候释放。
例如相机闪光灯，加热设备等等。
（现如今很多电容的储能水平已经可以接近锂电池的水准，一个电容储存的电能就可以供一个手机使用一天的时间）
7、温度补偿
针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响而进行补偿，改善电路的稳定性。
陶瓷电容器的应用
1、军工
军用MLCC作为基础电子元件，在航空、航天、军用移动通讯设备、袖珍式军用计算机、武器弹头控制和军事信号监控、雷达、炮弹引信、舰艇、武器系统等军用电子设备上的应用越来越广泛。
随着我国国防
装备数字化、信息化建设进程加快以及军工市场强烈的国产化需求，军用高可靠MLCC市场前景非常广阔。
2009年中国军用MLCC产品市场规模为7.5亿元，而到了2013年则已经成长为14.4亿元，增长了接近一倍，预计未来依然能够保持稳定而较高的增速，2019 年有望接近30亿元。
2、工业
工业类电容器市场主要包括系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、汽车电子、精密仪器仪表、石油勘探设备等。
工业设备朝机电一体化、智能化的趋势发展，应用电子控制、数据分析、界面显示的信息化比例不断提高，将为工业用高可靠MLCC 产品提供较为广阔的市场前景。
3、消费类
消费类市场包括一般消费类产品和高端消费类产品，前者包括笔记本电脑、电视机、电话机、普通手机、普通数码相机等电子产品；后者包括专业录音设备、专业录像设备，高档智能手机等高档电子产品。
相对于军用、工业类MLCC 产品需求而言，消费类产品市场需求最大。
从全球范围来看，日系厂商占有较明显的领先优势。
在全球前十大MLCC 厂商中，日系厂商全球市场销量占有率达到40%以上，主要原因在于日系厂商在尖端高容量产品及陶瓷粉末技术上领先其他国家和地区厂商。
与国外知名厂商相比，国内的陶瓷电容器生产厂家多为中小型企业，产品大多处于中低档水平。