Каково влияние упаковки на конденсатор SMD

Вы правы, что номинальная мощность резисторов является одним из важных факторов, влияющих на размер, но не единственным. Номинальное напряжение также важно знать.

Например, если вы используете цепь на 100 В, вы не должны использовать резистор 0402, потому что напряжение пробоя резисторов 0402, как правило, намного ниже, чем это (т. е. это приведет к короткому замыканию, если вы подадите на него слишком высокое напряжение). Чем больше упаковка, тем обычно больше номинальное напряжение.

В случае с емкостью есть несколько причин для выбора большего корпуса, а не меньшего. Для одного более крупные пакеты обычно допускают более высокую емкость, потому что есть больше физического пространства - например, вы не можете получить приличный конденсатор 10 мкФ в корпусе 0402.

Если мы предположим, что вы сравниваете два конденсатора одинакового номинала (например, два конденсатора по 100 нФ), более крупные из них, как правило, будут иметь более высокое номинальное рабочее напряжение. Это выгодно по двум причинам. Первый очевиден, и это если вам нужно более высокое рабочее напряжение для вашей схемы — вы бы не выбрали 0402 с номиналом 10 В, если вам нужно запустить схему на 25 В. Второй более тонкий, и я подойду к нему через минуту.

Третья причина заключается в том, что существуют разные диэлектрики. X7R, как правило, лучше всего работает с точки зрения стабильности и имеет лучшую производительность постоянного тока. X5R менее хорош в этом отношении. Как правило, конденсаторы X7R физически больше при том же номинальном напряжении/емкости, чем конденсаторы X5R.

Кроме того, если вы поместите MLCC в цепь, заряженную до уровня постоянного тока, например, с развязывающей крышкой, вы фактически захотите выбрать номинальное напряжение , намного превышающее ваше рабочее напряжение. Причина этого в том, что номинальная емкость MLCC сильно зависит от постоянного напряжения.

MLCC на 10 В может иметь емкость на 50 % ниже номинальной при работе от 5 В постоянного тока, тогда как емкость MLCC на 25 В может быть только на 10 % ниже номинальной для того же рабочего напряжения. Например, вы можете получить MLCC 0201 6,3 В на 100 нФ, но если вы попытаетесь использовать его для развязки линии питания 5 В, вы можете обнаружить, что фактическая емкость составляет всего 10 нФ или меньше! Таким образом, если у вас есть место, вы, как правило, хотите использовать более крупный корпус с более высоким номинальным напряжением, если у вас есть место.

Несколько моментов:

• Том Карпентер упоминает в некоторых таблицах данных кривые, показывающие падение емкости при подаче постоянного тока. Во-первых, эти кривые не являются гарантией. Во-вторых, производители будут периодически менять керамические рецепты по многим причинам, что изменит эту кривую. Так, например, то, что когда-то было стабильным преобразователем постоянного тока, теперь является генератором. Единственный способ обойти это — использовать деталь с рейтингом AEC Q200. Затем производители должны уведомить вас, если они что-то изменят в этой части. Другой вариант — использовать часть на 50 В вместо части на 10 В, надеяться и молиться.
• Еще одним важным, плохо описанным и часто игнорируемым компонентом MLCC является ESL. Я оставлю исследование планарной индуктивности в качестве упражнения для читателя, но короткая версия: чем шире корпус, тем ниже его ESL. Например, если у вас есть конденсатор 10 мкФ в 1206 и 1210, 1210 будет иметь более низкий ESL, следовательно, более высокий SRF.
• Детали меньше, чем 0603, значительно более склонны к захоронению во время оплавления.
• Детали размером более 1812 подвержены растрескиванию из-за изгиба печатной платы либо из-за депанелизации, либо из-за прикладных напряжений.

Комментарии Тома Карпентера о снижении номинальных характеристик из-за предвзятости постоянного тока демонстрируют очень распространенное заблуждение. Хотя верно то, что конденсатор с более высоким напряжением может иметь немного меньшие потери емкости при смещении постоянного тока, чем другой конденсатор с таким же значением в том же корпусе, именно размер корпуса в основном определяет ухудшение емкости при смещении постоянного тока. 1206 увидит гораздо меньше потерь, чем 0603, при прочих равных условиях. Просто проведите некоторое время на веб-сайте симсерфинга Мураты, чтобы убедиться в этом лично.

По словам Мурата, упаковка также влияет на развязку. Обычной практикой является параллельное добавление нескольких конденсаторов для фильтрации различных частот. Их исследование показывает, что на самом деле это не так, поскольку крышка большего размера выполняет в большей степени ту же работу, что и все остальные вместе взятые. За исключением случаев, когда вы используете пакеты, размеры которых уменьшаются вместе с емкостью: Например: 1 мкФ в 0804, 0,1 мкФ в 0603 и 0,01 мкФ в 0402. скачать pdf здесь

Вы также должны ПЛАНИРОВАТЬ отвод тепла. Каждый квадрат медной фольги имеет температуру 70 градусов по Цельсию на ватт, протекающую через фольгу. Таким образом, медный путь размером 100 на 1000 мил имеет 70 * 10 = 700 градусов по Цельсию на ватт протекающего тепла. В какой-то момент (я сделал несколько симуляций конечных элементов, используя сетку резисторов SPICE, и 2 см было ответом), большая часть тепла выходит по этой трассе и течет ЧЕРЕЗ эпоксидно-стекловолокно к нижележащим плоскостям.

Запустите программу SPICE и положите резисторы на 1 Ом горизонтально и несколько резисторов на 200 Ом вертикально в сетку. Как это

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}