浅析电容器测量方法

2019-08-29 14:46 次阅读

电容器无论从种类或数量来说均是使用频繁的电子元件,随着电子材料、工艺和使用等方面的发展,一方面电容器朝着大容量、高频率的方向发展,另一方面,由于设备小型化发展的要求,贴片电容器(SMD 器件)的使用越来越广,这就要求测量仪器能适应这种不断发展的需要,而如何正确地操作使用测量仪器同样变的越来越重要。

●电容器的频率依赖性

所有元件都具有频率依赖性,有些电容器的频率依赖较小,而且稳定度好,损耗也小,

通常这种电容器可以用来做标准电容器,如空气电容器。而有些电容器随频率的改变其参数

会发生急剧的变化,如铝电解电容器

浅析电容器测量方法

● 电容器的电平依赖性

某些电容器的参数也会随着测试电平的变化而变化。测试电平对测试结果影响最大的是陶瓷电容器特别是高K 的陶瓷电容器,因此对此类电容器测量时应确定该电容器应在何测试电平的条件下进行测量。

●电容器损耗测量

在串联等效电路中,电容器损耗由下式计算:

浅析电容器测量方法

由于DUT 上的串联等效电阻与损耗值密切相关,而测试夹具上的微小接触电阻Ro 往往也进入了串联电阻的等效值之中,实际测量的损耗包含了接触电阻:

D = (Rs + Ro) / Xs

这将给测试带来误差,尤其是DUT 本身Rs 很小的时候,例如高频大电容,SMD 电容。这种情况下测试时要求尽可能减小接触电阻进行测量。

理论上,D 值应恒为正,但在极低损耗的情况下,仪器仍可能会测出负的D 值,如-0.00001,超低损耗一般已经超出了仪器测量的精度范围,因此我们认为这种负值显示也是正常的。另外,对于高精度的损耗测量,我们建议直接在端面夹具上进行测量,而引出的电缆线将使损耗的测量精度大大降低,使用自动平衡电桥则可以克服电缆线带来的附加误差。

● SMD 电容器的测量

随着设备小型化要求的增强,SMD电容器被广泛的得到应用,SMD器件测量应使用专用SMD测量夹具。由于SMD 元件无引线,因此其ESR(串联等效电阻)很小,一般地,对该测量应采用并联等效方式,对超过1uF 的电容器(如片式电解电容器)仍推荐使用串联等效方式。

对微小电容量的SMD 器件测量时,对夹具开路清“0”时应特别注意,开路时应将夹具

在开路清“0”时的间距调整为与SMD 器件的宽度相同,否则会引入不合适的清“0”误差。如间距差1mm,其分布电容可能会有约0.02pF 的误差。

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LTC1043 双通道精准仪表开关电容器单元式部件

LTC6943 微功率、精准仪表双开关电容器单元式部件

和特点 Low Power, IS = 60µA(Max) Robust, Latch Up Proof Instrumentation Front End with 120dB CMRR Precise, Charge-Balanced Switching Operates from 5V to 18V Internal or External Clock Operates up to 5MHz Clock Rate Two Independent Sections with One Clock Tiny SSOP-16 Package 产品详情 The LTC®6943 is a monolithic, charge-balanced, dual switched capacitor instrumentation building block. A pair of switches alternately connects an external capacitor to an input voltage and then connects the charged capacitor across an output port. The internal switches have a break-before-make action. An internal clock is provided and its frequency can be adjusted with an external capacitor. The LTC6943 can also be driven with an external CMOS clock.The LTC6943, when used with low clock frequencies, provides ultra precision DC functions without requiring precise external components. Such functions are differential voltage to single-en...
发表于 02-22 12:32 10次 阅读
LTC6943 微功率、精准仪表双开关电容器单元式部件

LT1139A 采用小电容器的先进低功率 5V RS232 驱动器 / 接收器

和特点 ESD保护等级超过 ±10kV(对于 LT1133A、LT1137A 和 LT1141A 为 ±15kV IEC-1000-4-2) 使用小的电容器:0.1μF、0.2μF 在停机 (SHUTDOWN) 模式中电源电流为 1μA 120kbaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 2500pF) 250kbaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 1000pF) 与 CMOS 器件相似的低功率 简易的 PC 布局:直通式架构 坚固型双极性设计:绝对无闭锁现象 当关闭或断电时输出呈高阻抗状态 改进的保护能力:RS232 I/O 线路可被强制至 ±30V 而不致受损 输出过压不会强迫电流返回到电源中 可提供 SO 封装和 SSOP 封装 产品详情 LT®1130A / LT1140A 系列 RS232 收发器采用了特殊的双极型结构技术,可在故障情况超过针对 RS232 所规定的限值时保护驱动器和接收器免受损坏。驱动器输出和接收器输入可短接至 ±30V,并不会损坏器件或电源发生器。此外,RS232 I/O 引脚能安然承受多次 ±10kV ESD 冲击。一个先进的驱动器输出级在驱动重的容性负载时传输速率高达 250kbaud。电源电流通常为 12mA,这与 CMOS 器件不相上下。隶属该系列的一些器件具有灵活的操作模式控制功能。DRIVER DISAB...
发表于 02-22 12:24 24次 阅读
LT1139A 采用小电容器的先进低功率 5V RS232 驱动器 / 接收器

LT1281A 采用 0.1μF 电容器的低功率 5V RS232 双通道驱动器 / 接收器

和特点 10mA 最大电源电流 ESD 保护等级超过 ±10kV 使用小的电容器:0.1μF 120kBaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 2500pF) 250kBaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 1000pF) 输出可承受 ±30V 而不受损 不亚于 CMOS 器件的低功率:40mW 采用单 5V 电源工作 坚固型双极性设计 当关闭或断电时输出呈高阻抗状态 满足所有的 RS232 规格要求 可提供带或不带停机功能的版本 绝对无闭锁现象 采用 SO 封装 产品详情 LT®1280A / LT1281A 是双通道 RS232 驱动器 / 接收器对,其具有集成化充电泵,以依靠单 5V 电源产生 RS232 电压电平。这些电路采用坚固型双极性设计,以提供同类竞争 CMOS 设计无可比拟的操作故障耐受力和 ESD 保护水平。这些电路仅采用 0.1μF 外部电容器,消耗功率仅为 40mW,其传输速率可达 120kbaud,甚至在驱动重的容性负载时也不例外。芯片上的新型 ESD 结构使得 LT1280A / LT1281A 能够安然承受多次 ±10kV ESD 冲击,从而免除了在 RS232 线路引脚上增设昂贵 TransZorbs® 的需要。LT1280A / LT1281A 完全符合 EIA RS232 标准。驱动器输出得到了过载保护,并可短路至地或高达 ±30V...
发表于 02-22 12:24 15次 阅读
LT1281A 采用 0.1μF 电容器的低功率 5V RS232 双通道驱动器 / 接收器

LTC1049 具内部电容器的低功率、零漂移运算放大器

和特点 低电源电流:200μA无需外部组件最大失调电压:10μV最大失调电压漂移:0.1μV/°C单电源操作:4.75V 至 16V输入共模范围包括地电位输出摆动至地电位典型过载恢复时间:6ms采用 8 引脚 SO 封装和 PDIP 封装 产品详情 LTC®1049 是一款高性能、低功率零漂移运算放大器。其他斩波器稳定型放大器通常在外部需要的两个采样及保持电容器实现了片内集成。而且,LTC1049 还提供优越的 DC 和 AC 性能,标称电源电流仅为 200μA。LTC1049 具有 2μV 的典型失调电压、0.02μV/°C 的漂移、3μVP-P 的 0.1Hz 至 10Hz 输入噪声电压、和 160dB 的典型电压增益。转换速率为 0.8V/μs,增益带宽乘积为 0.8MHz。从饱和状态的过载恢复时间为 6ms,比采用外部电容器的斩波放大器有了显著的改善。LTC1049 采用标准的 8 引脚塑料双列直插式封装以及 8 引脚 SO 封装。LTC1049 可以作为大多数标准运放的插入式替代产品,其拥有改善的 DC 性能和实质性的节能效果。应用4mA 至 20mA 电流环路热电偶放大器电子衡器医疗仪表应变仪放大器高分辨率数据采集 方框图...
发表于 02-22 12:08 65次 阅读
LTC1049 具内部电容器的低功率、零漂移运算放大器

LTC4425 具电流限制理想二极管和电压 / 电流 (V/I) 监视器的线性超级电容器充电器

和特点 50mΩ 理想二极管 (从 VIN 至 VOUT) 智能充电电流模式可限制浪涌电流 内部电池平衡器 (无外部电阻器) 可编程输出电压 (LDO 模式) 可编程 VIN 至 VOUT 电流限值 可通过 PROG 引脚连续监视 VIN 至 VOUT 电流 低静态电流:20μA VIN 电源故障、PGOOD 指示器 2.45V/2.7V 电池保护分路 (4.9V/5.4V 超级电容器最大 Top-Off 电压) 3A 峰值电流限值,热限制 纤巧型应用电路,3mm x 3mm x 0.75mm DFN 封装和 12 引脚 MSOP 封装  产品详情 LTC®4425 是一款恒定电流/恒定电压线性充电器,专为从一个锂离子/锂聚合物电池、一个 USB 端口或一个 2.7V 至 5.5V 电流限制电源对一个两节超级电容器电池组进行充电而设计。该器件起一个理想二极管的作用,并具有一个极低的 50mΩ 接通电阻,从而使其成为高峰值功率/低平均功率应用的合适之选。LTC4425 能够以一个恒定充电电流将输出电容器充电至一个外部设置的输出电压 (在 LDO 模式中),或者运用一种智能充电电流模式将输出电容器充电至 VIN (在标准模式中) 以限制浪涌电流,直到 VIN 至 VOUT 之差少于 250mV 为止。此外,也可把 LTC4...
发表于 02-22 12:05 87次 阅读
LTC4425 具电流限制理想二极管和电压 / 电流 (V/I) 监视器的线性超级电容器充电器

LTC3128 具准确输入电流限值的 3A、单片式、降压-升压型超级电容器充电器和平衡器

和特点 准确度达 ±2% 的可编程 (高达 3A) 平均输入电流限值可编程最大电容器电压限值主动电荷平衡用于实现不匹配电容器的快速充电可给单个电容器或堆叠式电容器充电VIN 范围:1.73V 至 5.5VVOUT 范围:1.8V 至 5.5V当充电时从 VOUT 吸收的静态电流 <2μA在停机模式中提供输出断接:<1μA IQ 停机电流电源良好比较器电源故障指示器耐热性能增强型 20 引脚 (4mm x 5mm x 0.75mm) QFN 封装和 24 引脚 TSSOP 封装 产品详情 LTC®3128 是一款高效率、降压-升压型 DC/DC 超级电容器充电器。其可在输入电压高于、低于或等于输出电压的情况下高效运作。LTC3128 具有准确的可编程平均输入电流限值、主动电荷平衡功能和可编程最大电容器电压。这种特性组合使得 LTC3128 非常适合于对后备电源系统中的大电容器进行安全的充电和保护。输入电流限值和最大电容器电压均采用单个电阻器来设置。平均输入电流可在一个 0.5A 至 3A 的可编程范围内进行准确的控制,而个别的最大电容器电压则可以设定在 1.8V 至 3.0V 之间。LTC3128 的其他特点包括在突发模式 (Burst Mode®) 操作中从VOUT 吸收的静态电流<2μA、准确的电源良...
发表于 02-22 12:05 9次 阅读
LTC3128 具准确输入电流限值的 3A、单片式、降压-升压型超级电容器充电器和平衡器

LTC3643 2A 双向后备电源

和特点 用于提供系统后备电源的双向同步升压型电容器充电器 / 降压型稳压器宽输入电压范围:3V 至 17V高达 40V 的电容器电压存储器用于提供高能量后备2A 的最大 CAP 充电电流集成型 N 沟道功率 MOSFET (150mΩ 上管和 75mΩ 下管)用于实现输出 / CAP 断接的集成型 N 沟道功率 MOSFET (50mΩ)充电期间的输入电流限制快速 1MHz 开关频率用于系统电压调节的 ±1% 基准准确度用于指示充电状态和输入电源故障的指示器输出扁平 24 引脚 3mm x 5mm QFN 封装 产品详情 LTC®3643 是一款双向同步升压型充电器和降压型转换器,其能够采用一个电压介于 3V 至 17V 之间的输入电源有效地给一个高达 40V 的电容器阵列充电。当输入电源降至低于可编程的电源故障门限时,升压型充电器作为一个同步降压型稳压器反向运作,以在这种电源中断 / 故障情况下从后备电容器来给系统电压轨供电。当给后备电容器充电时,可以采用一个外部低值检测电阻器来保持一个准确的电流限值 (针对来自输入电源的电流) 或执行电源通路 (PowerPath™) 功能。降压型转换器工作在一个 1MHz 的开关频率,因而允许使用小的外部组件。调节期间的低静态电流可最大限度地减少后备...
发表于 02-22 12:05 8次 阅读
LTC3643 2A 双向后备电源

LTC3110 2A、双向、降压-升压型 DC/DC 稳压器和充电器 / 平衡器

和特点 VCAP 工作范围:0.1V 至 5.5VVSYS 工作范围:1.71V 至 5.25V从充电模式至后备模式的自动切换准确度为 ±2% 的可编程充电输入电流限值从 125mA 至 2A±1% 后备电压准确度自动后备电容器平衡固定的 1.2MHz 开关频率突发模式 (Burst Mode®) 操作:40μA 静态电流具集电极开路输出的内置可编程通用型比较器用于指示操作方向和充电结束的集电极开路输出耐热性能增强型 TSSOP-24 封装和 4mm x 4mm QFN-24 封装 产品详情 LTC®3110 是一款具有电容器充电器和平衡器的 2A 双向降压-升压型 DC/DC 稳压器。该器件拥有很宽的 0.1V 至 5.5V 电容器 / 电池电压和 1.8V 至 5.25V 系统后备电压范围,从而使其非常适合于众多采用超级电容器或电池的后备应用。一种专有的低噪声开关算法优化了效率,且电容器 / 电池电压可高于、低于或等于系统输出电压。LTC3110 能够根据一个外部命令自主地从充电模式转换至后备模式或开关模式。引脚可选的突发模式操作可减小待机电流和改善轻负载效率,其与 1μA 的停机电流相组合,使得 LTC3110 成为后备应用的理想选择。这款器件的其他特点包括用于方向控制和充电结束的电压监控器,以及一个具有...
发表于 02-22 12:04 70次 阅读
LTC3110 2A、双向、降压-升压型 DC/DC 稳压器和充电器 / 平衡器

LTC3355 具集成型 SCAP 充电器和后备稳压器的 20V 1A 降压型 DC/DC 系统 IC

和特点 VIN 电压范围:3V 至 20VVOUT 电压范围:2.7V 至 5V1A 电流模式降压主稳压器采用单个超级电容器向 5A 升压型后备稳压器供电升压型稳压器可在低至 0.5V 的电压条件下运作,以最大限度地利用超级电容器的储能可编程超级电容器充电电流至 1A,并具过压保护功能充电器可支持单节 CC/CV 电池充电可编程 VIN 电流限值可编程升压电流限值VIN 电源故障指示器VCAP 电源良好指示器VOUT 上电复位输出紧凑型 20 引脚 4mm x 4mm QFN 封装 产品详情 LTC®3355 是一款完整的输入电源中断凌驾 DC/DC 系统。该器件可在向 VOUT 输送负载电流的同时给一个超级电容器充电,并在 VIN 电源缺失的情况下使用来自超级电容器的能量以提供连续的 VOUT 后备电源。LTC3355 包含一个异步、恒定频率、电流模式、单片 1A 降压型开关稳压器,以采用一个高达 20V 的输入电源来提供 2.7V 至 5V 的稳定输出电压。一个 1A 可编程恒定电流 / 恒定电压 (CC/CV) 线性充电器负责从 VOUT 给超级电容器充电。当 VIN 电源降至低于 PFI 门限时,该器件的恒定频率、异步、电流模式 5A 升压型开关稳压器将从超级电容器向 VOUT ...
发表于 02-22 12:04 103次 阅读
LTC3355 具集成型 SCAP 充电器和后备稳压器的 20V 1A 降压型 DC/DC 系统 IC

LTC3625 具自动电池平衡功能的 1A、高效率、两节超级电容器充电器

和特点 两个串联超级电容器的高效率升压/降压充电 自动电池平衡可防止电容器在充电期间出现过压状况 高达 500mA (单个电感器)、1A (双电感器) 的可编程充电电流 VIN = 2.7V 至 5.5V 每节超级电容器可选的 2.4V/2.65V 稳压 (LTC3625) 每节超级电容器可选的 2V/2.25V 稳压 (LTC3625-1) 低的无负载静态电流:23μA 在停机模式中 IVOUT、IVIN < 1μA 扁平 12 引脚 3mm x 4mm DFN 封装   产品详情 LTC®3625/LTC3625-1 是可编程超级电容器充电器,专为从一个 2.7V 至 5.5V 输入电源将两个串联超级电容器充电至一个固定输出电压 (可选择 4.8V/5.3V 或 4V/4.5V) 而设计。自动电池平衡功能可在实现充电速率最大化的同时防止任一个超级电容器遭受过压损坏。无需使用平衡电阻器。 高效率、高充电电流、低静态电流和极低的外部组件数目 (一个电感器、VIN 上的一个旁路电容器和一个编程电阻器) 使得 LTC3625/LTC3625-1 非常适合小外形的后备或高峰值功率系统。 充电电流/最大输入电流水平利用一个外部电阻器来设置。当输入电源拿掉和/或 EN 引脚为低电平时,LTC3625/LTC3625-1 将自动进入一种低电流状态,此...
发表于 02-22 12:04 52次 阅读
LTC3625 具自动电池平衡功能的 1A、高效率、两节超级电容器充电器

LTC3350 大电流超级电容器后备控制器和系统监视器

和特点 可对 1 ~ 4 节串联超级电容器进行高效同步降压型恒流/恒压 (CC/CV) 充电后备模式中的升压模式可提供更高的超级电容器储能利用率14 位 ADC 用于监视系统电压 / 电流、电容值和 ESR主动过压保护分路内部有源平衡器 ── 无需平衡电阻VIN:4.5V ~ 35V,VCAP(n):每个电容器高达 5V,充电 / 后备电流:10+A可编程输入电流限制将系统负载的优先级确定为高于电容器充电电流双通道理想二极管电源通路 (PowerPath™) 控制器全 N-FET 充电器控制器和 PowerPath 控制器紧凑型 38 引脚 5mm x 7mm QFN 封装 产品详情 LTC®3350 是一款后备电源控制器,能够对一个含有 1 至 4 个超级电容器的串联堆栈进行充电和监视。LTC3350 的同步降压型控制器负责驱动 N 沟道 MOSFET,利用可编程输入电流限值实现恒流 / 恒压充电。此外,降压转换器还可作为一个升压转换器反向运行以从超级电容器组向后备电源轨输送电能。内部平衡器免除了增设外部平衡电阻的需要,而且每个电容具有一个用于提供过压保护的分路调节器。LTC3350 可监视系统电压、电流、电容组电容和电容组 ESR,这些信息均可通过 I2C / SMBus 读取。双通道理想二极管控...
发表于 02-22 12:04 102次 阅读
LTC3350 大电流超级电容器后备控制器和系统监视器

LTC3351 可热插拔的超级电容器充电器、后备控制器和系统监视器

和特点 具电路断路器的集成化热插拔控制器可对 1 至 4 节串联超级电容器进行高效率同步降压型恒定电流 / 恒定电压 (CC/CV) 充电后备模式中的升压模式可提供更高的超级电容器储能利用率16 位 ADC 用于监视系统电压 / 电流、电容和 ESR可编程欠压和过压门限至 35VVIN:4.5V 至 35V,VCAP(n):每个电容器高达 5V,充电 / 后备电流:>10A可编程输入电流限制把系统负载的优先级确定为高于电容器充电电流全 N-FET 充电器控制器和 PowerPath 控制器紧凑型 44 引脚 4mm x 7mm QFN 封装 产品详情 LTC®3351 是一款后备电源控制器,其能够对一个含有 1~4 个超级电容器的串联堆栈进行充电和监察。LTC3351 的同步降压型控制器负责驱动 N 沟道 MOSFET,以利用可编程输入电流限值实现恒定电流 / 恒定电压充电。此外,降压转换器还可作为一个升压转换器反向运行,以从超级电容器组向后备电源轨输送电能。内部平衡器免除了增设外部平衡电阻器的需要,而且每个电容器具有一个用于提供过压保护的分路调节器。LTC3351 可监视系统电压、电流、电容器组电容和电容器组 ESR,这些信息均可通过 I2C / SMBus 端口读取。热插拔控制器采用...
发表于 02-22 12:03 82次 阅读
LTC3351 可热插拔的超级电容器充电器、后备控制器和系统监视器

LTC4041 2.5A 超级电容器备份电源管理器

和特点 2.5A 降压超级电容器充电器和 2.5A 升压备份电源 适用于使用一个超级电容器或两个串联超级电容器的 2.5A 备份电源的 6.5A 开关 输入电流限制将负载优先于充电电流进行处理 输入断开开关可在备份期间隔离输入 自动无缝切换到备份模式 内部超级电容器平衡器(无外部电阻器) 可编程充电电流和充电电压 输入电源故障指示器 系统电源正常指示器 可选 OVP 电路可保护器件不受 >60V 电压影响 恒频运行 热增强 24 引脚 4mm × 5mm QFN 封装 产品详情 LTC4041 是适用于 2.9V 至 5.5V 电源轨的完整超级电容器备份系统。它包含高电流降压直流/直流转换器,用于为单个超级电容器或两个串联超级电容器充电。当输入电源不可用时,降压稳压器将作为升压稳压器反向运行,从超级电容器备份系统输出。LTC4041 的可调输入电流限制功能可降低充电电流,从而保护输入电源免受过载影响,同时,外部断开开关会在备份期间隔离输入电源。当输入电源降至可调 PFI 阈值以下时,2.5A 升压稳压器会从超级电容器向系统输出供电。可选的输入过压保护 (OVP) 电路可保护 LTC4041,避免在 VIN 引脚处发生高电压损坏。内部超级电容器平衡电路可在每个超级电容器...
发表于 02-22 12:03 87次 阅读
LTC4041 2.5A 超级电容器备份电源管理器

LT1141A 采用小电容器的先进低功率 5V RS232 驱动器 / 接收器

和特点 ESD 保护等级超过 ±10kV(对于 LT1133A、LT1137A 和 LT1141A 为 ±15kV IEC-1000-4-2) 使用小的电容器:0.1μF、0.2μF 在停机 (SHUTDOWN) 模式中电源电流为 1μA 120kbaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 2500pF) 250kbaud 传输速率 (RL = 3k,CL = 1000pF) 与 CMOS 器件相似的低功率 简易的 PC 布局:直通式架构 坚固型双极性设计:绝对无闭锁现象 当关闭或断电时输出呈高阻抗状态 改进的保护能力:RS232 I/O 线路可被强制至 ±30V 而不致受损 输出过压不会强迫电流返回到电源中 可提供 SO 封装和 SSOP 封装 产品详情 LT®1130A / LT1140A 系列 RS232 收发器采用了特殊的双极型结构技术,可在故障情况超过针对 RS232 所规定的限值时保护驱动器和接收器免受损坏。驱动器输出和接收器输入可短接至 ±30V,并不会损坏器件或电源发生器。此外,RS232 I/O 引脚能安然承受多次 ±10kV ESD 冲击。一个先进的驱动器输出级在驱动重的容性负载时传输速率高达 250kbaud。电源电流通常为 12mA,这与 CMOS 器件不相上下。隶属该系列的一些器件具有灵活的操作模式控制功能。DRIVER DISA...
发表于 02-22 12:02 55次 阅读
LT1141A 采用小电容器的先进低功率 5V RS232 驱动器 / 接收器