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铝电解电容选型指导书（1）AL电解电容的结构与⽣产⼯艺介绍铝电解电容器的卷绕结构及简图如下所⽰：电解电容包含两个导电电极，中间有绝缘层隔开。
⼀个电极（阳极）由扩⼤了表⾯积的铝箔形成。
铝氧化层（AL2O3）在其表⾯形成绝缘层。
与其它电容相⽐，铝电解电容的负极（阴极）是导电液体，称作电解液。
另外⼀个铝箔，是所谓的阴极箔，其有更⼤的表⾯积，以传递电流到电解液。
电容的阳极是极纯的铝箔，其有效表⾯被极⼤地增⼤（⽐例可以到200倍），增⼤⽅式是⼀个电化学腐蚀过程，这样可以使电容到最⼤容量。
化学腐蚀的⽅式以及程度过程不同，决定于其不同要求。
铝电解电容器的主要⽣产原材料为：阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、套管、垫⽚等，其⽣产⼯序主要有：切割、卷绕、含浸、装配、⽼化、封⼝、印刷、套管、测量、包装、检验等，以下为其主要⽣产⼯艺图：（2）铝电解电容器的主要电学性能参数1.额定电压VR：是设计电容时设计的⽽且表⽰在电容上的直流电压。
对于铝电解电容，额定电压≤100 V通常叫做低压电容，⽽额定电压>100 V称作（中）⾼压电容，常⽤的额定电压有6.3V，10V，16V，25V，50V，63V，100V，250V，400V，450V，500V，630V等。
2.⼯作电压VOP：电容可以在额定电压（包含⼀些叠加的成分）下额定⼯作范围内连续⼯作。
允许的连续⼯作电压范围为0V到额定电压之间。
在很短时间内，因阴极铝箔上有⼀层空⽓氧化层，电容可以承受不超过1.5 V 的反向电压。
3.浪涌电压VS：是短时间内可以加在电容上的最⼤电压，⽐如⼀⼩时内5次，每次⼀分钟。
IEC60384-4定义浪涌电压如下：如果 VR ≤ 315 V，VS= 1.15VR，如果VR> 315 V，VS= 1.10VR。
4.额定容量CR：是电容设计和标⽰的交流电容值。
CR是由(IEC 60384-1 and IEC60384-4)规定的特殊标准来测得的，对于电解电容⼀般测试条件为2倍⼯频（100HZ或120HZ），室温。
众所周知，MLCC-英文全称multi-layer ceramic capacitor，就是我们常说的片式多层陶瓷电容器，其以工作温度范围宽,耐高压，微小型化，片式化适合自动化贴装等优点，广泛应用于工业，医疗，通信，航空航天，军工等领域，在电子产品日益小型化及多功能化的趋势下，MLCC成为电容器产业的主流产品。
目前全球主要MLCC厂家主要分布于日本，欧美，韩国和台湾，其中日本企业包括村田，TDK，太阳诱电和日本京瓷等。
欧美主要由Syfer Novacap johson等，韩国三星、台湾国巨及华新科技近年来不断扩大生产规模，也是全球主要的 MLCC 生产商。
而国内的厂家则主要有风华高科，深圳宇阳，潮州三环等。
日本，韩国等地的部分MLCC厂家也在国内成立了独资或合资企业如，厦门- TDK 、天津-三星、上海-京瓷、苏州-国巨、Syfer、无锡-村田等。
鉴于MLCC应用领域越来越广泛,生产厂家及产品系列的越发多样性.其可靠性,选型及应用的问题受到设计工程师及生产工艺人员的重视,因此对MLCC电气特性和生产工艺的深刻认识,是正确选用MLCC的必要条件.多层陶瓷电容器的基本结构如图所示,电容量由公式C=NKA/T计算出（N为层数，K为介电常数，A为正对面积，T是两极板间距）,从理论上来讲电极层数越多,介质常数和相对电极覆盖面积越大,电极间距越小,所制作出的电容容量则越大,然而, MLCC的工艺限制及介质的非理想特性决定了电容在容量,体积,耐压强度间的相互制约关系.这里稍微简单介绍下电容量的国际标称法,尽管各个厂家所生产的电容型号不一,但是在容量的表示方法上越来越多厂商使用国际标称法,即用三位数来表示电容量,前两位前二位数为有效值，第三位数为“0”的个数单位为pF,如1μF=1000nF=1000000pF 简化表示为105而小于10pF容值表示在在整数后加“R或P”如：4.7pF=4R7或4p7.陶瓷介质作为MLCC组成部分之一,对电容的相关参数有着重要影响,国际上一般以陶瓷介质的温度系数作为主要分类依据.1类陶瓷,EIA称之为C0G或NP0. 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. 二类陶瓷则包括了我们常见的X7R,Z5U,Y5V,这些标称的依据是根据右图的表格所制定的,如X7R表示温度下限为-55℃;上限温度为+125℃,在工作温度范围内,容量最大变化为+-15%.右下图显示了不同介质的温度特性曲线。
电子知识MLCC的选型过程中：首先MLCC参数要满足电路要求，其次就是参数与介质是否能让系统工作在最佳状态；再次，来料MLCC是否存在不良品，可靠性如何；最后，价格是否有优势，供应商配合是否及时。
许多设计工程师不重视无源元件，以为仅靠理论计算出参数就行，其实，MLCC的选型是个复杂的过程，并不是简单的满足参数就可以的。
选型要素参数：电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸材质直流偏置效应失效价格与供货不同介质性能决定了MLCC不同的应用C0G电容器具有高温度补偿特性，适合作旁路电容和耦合电容X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器，适合要求不高的工业应用Z5U电容器特点是小尺寸和低成本，尤其适合应用于去耦电路Y5V电容器温度特性最差，但容量大，可取代低容铝电解电容MLCC常用的有C0G（NP0）、X7R、Z5U、Y5V等不同的介质规格，不同的规格有不同的特点和用途。
C0G、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。
C0G（NP0）电容器C0G是一种最常用的具有温度补偿特性的MLCC。
它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。
C0G电容量和介质损耗最稳定，使用温度范围也最宽，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。
C0G电容的漂移或滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。
其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。
C0G电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。
MLCC贴片电容如何选型MLCC贴片电容(片状多层陶瓷电容)如今现已成为了电子电路最常用的元件之一。
MLCC外表看来，十分简略，可是，许多情况下，描绘工程师对MLCC贴片电容的知道却有缺乏的当地。
以下谈谈MLCC挑选上的一些难题和注重事项。
MLCC贴片电容尽管是比较简略的，可是，也是失功率相对较高的一种器材。
失功率高，一方面是MLCC 布局固有的牢靠性难题，别的还有选型难题以及运用难题。
因为电容算是“简略”的器材，所以有的描绘工程师因为不行注重，从而对MLCC的独有特性不知道。
在理想化的情况下，电容选型时，首要思考容量及耐压两个参数就够了。
可是关于MLCC，只是思考这两个参数是远远不行的。
运用MLCC，不能不知道MLCC贴片电容的不一样原料和这些原料对应的功能。
MLCC的原料有许多种，每种原料都有本身的共同功能特色。
不知道这些，所选用的电容就很有能够满意不了电路需求。
举例来说，MLCC常见的有C0G(也称NP0)原料，X7R原料，Y5V原料。
C0G的作业温度规模和温度系数最棒，在-55°C 至+125°C的作业温度规模内时温度系数为0 ±30ppm/°C。
X7R次之，在-55°C至+125°C的作业温度规模内时容量改变为±15%。
Y5V的作业温度仅为-30°C至+85°C，在这个作业温度规模内时其容量改变可达-22%至+82%。
当然，C0G、X7R、Y5V的本钱也是顺次减低的。
在选型时，若是对作业温度和温度系数需求很低，能够思考用Y5V的，可是通常情况下要用X7R的，需求更高时有必要挑选COG的。
通常情况下，MLCC 厂家都描绘成使X7R、Y5V原料的电容在常温邻近的容量最大，可是跟着温度上升或降低，其容量都会降低。
只是知道上面常识的还不行。
因为C0G、X7R、Y5V的介质的介电常数是顺次削减的，所以，相同的尺度和耐压下，能够做出来的最大容量也是顺次削减的。
MLCC 四个主要电气特性分析
多层陶瓷电容MLCC，作为主要的滤波元件，从选型上讲，通常只需关
注尺寸，容值，耐压，温度特性及精度等规格。
但是具体到产品的实际电路应用，我们需要对比不同型号下的电气特性参数，以下作进一步说明。
一、容值，绝缘阻抗I.R.及损耗因素D.F.
村田的陶瓷电容小到pF 级，大到几百uF 级，大容值滤低频，多用于电
源线上的去耦电路，减少电路纹波；小容值滤高频，多用于射频端匹配电路上。
理想电容的绝缘阻抗无限大，但是实际上电容存在寄生参数，故实际的绝缘阻抗有限，一般在兆欧级别，具体参见对应型号的规格书。
损耗因素（损耗角正切）=有功功率/无功功率=漏电流/充电电流=1/Q（品
质因素）D.F.=2*π*f*C*R(R 为等效串联电阻)。
MLCC选择标准——不要盲目依靠工具选择元器件多层陶瓷片式电容器(MLCC)的体积很小，有利于实现小型化。
然而，考虑ESD保护、EM干扰和热管理等因素，以及与这些因素相关的典型特性和漂移，也是很重要的。
虽然越来越多的开发人员使用数字工具来简化选择元器件的过程，但仍然需要考虑到上述各个方面，才能够快速实现设计目标并避免不必要的重复设计。
首先，建议用户在缩小尺寸时，不要简单地沿用MLCC的现值组合，尤其是在电容(C值)和电压方面，而是要根据应用的实际需求甚至单个元器件的功能来做出决定。
理想情况下，应当考虑供应商的首选型款。
除了C值和电压外，其他的重要数值还包括阻抗和等效串联电阻(ESR)。
特别是对于高电容(hi-cap)器件，即C值以μF为单位的MLCC产品，其直流偏置效应也是需要考虑的重要因素。
直流偏置是基于施加的直流电压而导致电容降低的效应。
在额定电压下，电容有可能下降到标称值的20%左右，具体数值取决于元器件，因此在操作期间必须注意绝对最小C值。
图1显示了多个直流偏置曲线示例，表明使用较小的元器件可使直流偏置率提高很多。
图1：较小结构MLCC具有较高的直流偏置率(图片来源：村田)影响直流偏置性能的另一个因素是工作温度，如图2的图表所示，对于标称值较高的较小结构MLCC电容，直流偏置的剩余电容和温度远远高于标称值较低的较大结构MLCC电容。
图2：相比较大结构电容，较小结构电容具有更高的剩余电容。
(图片来源：村田)在针对标C值MLCC进行分级时，开发人员应根据基本指导数值(表1至3)进行选择，这表示，在理想情况下应仅使用具有标准容差的首选数值。
事实上，用户已经不用再关注Z5U和Y5V陶瓷类型电容了，因为这类器件逐渐停产，实际上有些已经停产了。
表1：电容分级表2：容差代码表3：首选MLCC参数组合(电容> 1μF：首选E3系列)除了直流偏置问题外，二类陶瓷电容器(如X7R 和X5R)还需要考虑温度漂移和老化问题。
电容的模型、选型、容值计算与PCB布局布线1电容结构及模型1.1模型电容的基本公式是：式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
1.2寄生参数与阻抗的频率特性电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。
图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
1.2.1降低去耦电容ESL的方法去耦电容的ESL是由于内部流动的电流引起的，使用多个去耦电容并联的方式可以降低电容的ESL影响，而且将两个去耦电容以相反走向放置在一起，从而使它们的内部电流引起的磁通量相互抵消，能进一步降低ESL。
（此方法适用于任何数目的去耦电容，注意不要侵犯DELL公司的专利）1.3不同电容的参数特性电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。
由于它的谐振频率很低，对低频信号通过较好，而对高频信号，表现出较强的电感性，阻抗较大，所以只能使用在低频滤波上。
同时，大电容还可以起到局部电荷池的作用，可以减少局部干扰通过电源耦合出去。
钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。
瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。
由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。
1.4电容并联改善特性为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。
图 3 是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。
1.4.1电容并联时注意封装在为每个电容选择封装类型时必须谨慎。
通常BOM表中会规定所有的无源元器件都要选用相同的尺寸，如都用0805电容。
图10为三只电容并联后的阻抗与频率关系。
由于每只电容采用相同的封装，故它们的高频响应相同。
实际上，这就抵消了更小电容的采用！相反，封装尺寸应该随同电容值一起微缩，见图11。
电容选型作业规范目录1. 目的 (1)2. 范围 (1)3. 定义 (1)4.电容的介绍: (1)4.1单位、符号、功能 (1)4.2公司内部电容的分类 (1)4.3电容的应用分类 (2)5. 电容选型的一般要求 (2)5.1不选用极限和边缘规格 (2)5.2.降额使用 (2)6. 各类电容器的选型原则. (2)6.1MLCC电容 (2)6.2贴片钽电容 (3)6.3电解电容 (4)6.4安规电容 (5)7. 参考文件 (6)8. 附件 (6)1.目的1.1.配合《器件选型作业规范》文件，制定电容器件的选型规范；1.2.作为研发人员对电容的选型和使用的依据；1.3.使公司电容的选型向优选型号集中,提高质量、降低风险和成本.2.范围2.1.此选型规范适用于公司内部电容的选型、应用、认证等过程.3.定义3.1电容:以两金属为电极,于两电极间施加电压,而该结构可以储存电荷,即称为电容.4.电容的介绍:4.1 单位、符号、功能电容的单位是法拉,标记为F. 常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等，换算关系是:1法拉(F)= 1000毫法(mF)= 1000000微法(μF) ，1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF).电容的功能可以简单的总结为“通交流、隔直流”.在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等.4.2 公司内部电容的分类4.3电容的应用分类根据容量/电压的划分应用:图(1)5. 电容选型的一般要求5.1不选用极限和边缘规格不选用各分类电容器的极限规格,如电容器具体系列中的最大最小值的边缘规格. 5.2. 降额使用降额使用是提高电容器工作可靠性和寿命的重要手段。
参考《可靠性降额设计规范》,对最高额定环境工作温度，一般都在TAM-10以下. 直流工作电压在0.7倍的额定电压.6. 各类电容器的选型原则.6.1 MLCC电容6.1.1 MLCC介绍MLCC是多层陶瓷电容器的缩写（Multi-layer ceramic capacitors），它是由陶瓷和金属层堆叠而成.依JIS分类CLASS I：NPO 温度补偿型NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的MLCC,温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,主要成分TiO2组成的。
一、概述●电容器及介质种类：※高频类：此类介质材料的电容器为Ⅰ类电容器，包括通用型高频COG、COH电容器和温度补偿型高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、UJ、SL电容器。
其中COG、COH电容器电性能最稳定，几乎不随温度、电压和时间的变化而变化，适用于低损耗，稳定性要求高的高频电路，HG、LG、PH、RH、SH、TH、UJ、SL电容器容量随温度变化而相应变化，适用于低损耗、温度补偿型电路中。
※X7R、X5R：此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器，具有较高的介电常数，容量比Ⅰ类电容器高，具有较稳定的温度特性，适用于容量范围广，稳定性要求不高的电路中，如隔直、耦合、旁路、鉴频等电路中。
※Y5V：此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器，是所有电容器中介电常数最大的电容器，但其容量稳定性较差，对温度、电压等条件较敏感，适用于要求大容量，温度变化不大的电路中。
※Z5U：此类介质材料的电容器为Ⅱ类电容器，其温度特性介于X7R和Y5V之间，容量稳定性较差，对温度、电压等条件较敏感，适用于要求大容量，使用温度范围接近于室温的旁路，耦合等，低直流偏压的电路中。
SUMMARY●Types of Dielectric Material and Capacitor※HIGH FREQUENCY TYPE: The capacitor of this kind dielectric material is considered as ClassⅠcapacitor,including high frequency COG、COH capacitor and temperature compensating capacitor such as HG, LG, PH, RH,SH, TH, UJ, SL. The electrical properties of COG、COH capacitor are the most stable one and changeinvariablly with temperature, voltage and time. They are suited for applications where low-losses and high-stability are required, HG，LG，PH，RH，SH，TH，UJ，SL capacitor’s capacitance changes with temperature.They are suited for applications where low-losses and temperature compensating circuits.※X7R、X5R：X7R、X5R material is a kind of material has high dielectric constant. The capacitor made of this kind material is considered as Class Ⅱcapacitor whose capacitance is higher than that of class Ⅰ. These capacitors are classified as having a semi-stable temperature characteristic and used over a wide temperature range, such in these kinds of circuits, DC-blocking, decoupling, bypassing, frequency discriminating etc.※Y5V：The capacitor made of this kind of material is the highest dielectric constant of all ceramic capacitors. They are used over a moderate temperature range in application where high capacitance is required because of its unstable temperature coefficient, but where moderate losses and capacitance changes can be tolerated. Its capacitance and dissipation factors are sensible to measuring conditions, such as temperature and voltage, etc.※Z5U：The capacitor made of this kind of material is considered as ClassⅡcapacitor, whose temperature characteristic is between that of X7R and Y5V. The capacitance of this kind of capacitor is unstable and sensible to temperature and voltage. Ideally suited for bypassing and decoupling application circuits operating with low DC bias in the environment approaches to room temperature.型号Type英制表示公制表示WBWB三、型号规格表示方法HOW TO ORDER0805 CG 101 J 500 N T①②③④⑤⑥⑦※说明NOTES：①尺寸DIMENSIONS单位（unit）：inch/ mm尺寸规格S ize C o d e0402 0603 0805 1206 1210 1808 1812 2220 2225 3035 长×宽(L×W)in c h0.04×0.02 0.06×0.03 0.08×0.05 0.12×0.06 0.12×0.10 0.18×0.08 0.18×0.12 0.22×0.20 0.22×0.25 0.30×0.35 长×宽(L×W)m m1.00×0.50 1.60×0.802.00×1.253.20×1.60 3.20×2.504.50×2.00 4.50×3.205.70×5.00 5.70×6.307.60×9.00.②介质种类DIELECTRIC STYLE介质种类(Dielectric Code)CG CH HG LG PH RH SH TH UJ SL X B E F 介质材料(Dielectric)COG COH HG LG PH RH SH TH UJ SL X5R X7R Z5U Y5V③标称容量NOMINAL CAPACITANCE单位(unit)：pF表示方式(Express Method)实际值(Actual V alue)0R5 0.5 1R0 1.0 102 10×102 224 22×104… … 注：头两位数字为有效数字，第三位数字为0的个数；R为小数点。
