LED应用中元器件的规格及选型

LED 应用中元器件的规格及选型 LED 应用中常出现选型混乱 规格不清的情况 很多初学者对电子元器件 的规格混杂不清 元件选型的经验靠多年积累 没有速成 建议手边备几本元 件手册 没事常对照实际图纸 电路看看 如果是设计 需要选型号 有个懒 方法可以参考 了解市场 同样的功能下 销量最大 货源充足 家家都卖的 基本上就是应该选的 简单介绍下基本元器件的封装 规格及选型 一 常见 IC 的元件封裝形式 常见的封装材料有 塑料 陶瓷 玻璃 金属等 现在基本采用塑料封装 按封装形式分 普通双列直插式 普通单列直插式 小型双列扁平 小型 四列扁平 圆形金属 体积较大的厚膜电路等 按封装体积大小排列分 最大为厚膜电路 其次分别为双列直插式 单列 直插式 金属封装 双列扁平 四列扁平为最小 两引脚之间的间距分 普通标准型塑料封装 双列 单列直插式一般多为 2 54 0 25 mm 其次有 2mm 多见于单列直插式 1 778 0 25mm 多见于 缩型双列直插式 1 5 0 25mm 或 1 27 0 25mm 多见于单列附散热片或单 列 V 型 1 27 0 25mm 多见于双列扁平封装 1 0 15mm 多见于双列或四列 扁平封装 0 8 0 05 0 15mm 多见于四列扁平封装 0 65 0 03mm 多见于 四列扁平封装 双列直插式两列引脚之间的宽度分 一般有 7 4 7 62mm 10 16mm 12 7mm 15 24mm 等数种 双列扁平封装两列之间的宽度分 包括引线长度 一般有 6 6 5 mm 7 6mm 10 5 10 65mm 等 四列扁平封装 40 引脚以上的长 宽一般有 10 10mm 不计引线长度 13 6 13 6 0 4mm 包括引线长度 20 6 20 6 0 4mm 包括引线长度 8 45 8 45 0 5mm 不计引线长度 14 14 0 15mm 不计引线长度 等 常见的封装形式 1 DIP Dual In Line Package 双列直插式封装 插装型封装之 一 引脚从封装两侧引出 封装材料有塑料和陶瓷两种 DIP 是最普及的插装 型封装 应用范围包括标准逻辑 IC 存贮器 LSI 微机电路等 2 PLCC Plastic Leaded Chip Carrier PLCC 封装方式 外形呈 正方形 32 脚封装 四周都有管脚 外形尺寸比 DIP 封装小得多 PLCC 封装适 合用 SMT 表面安装技术在 PCB 上安装布线 具有外形尺寸小 可靠性高的优点 3 PQFP Plastic Quad Flat Package PQFP 封装的芯片引脚之间 距离很小 管脚很细 一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式 其 引脚数一般都在 100 以上 4 SOP Small Outline Package 1968 1969 年菲为浦公司就开 发出小外形封装 SOP 以后逐渐派生出 SOJ J 型引脚小外形封装 TSOP 薄小外形封装 VSOP 甚小外形封装 SSOP 缩小型 SOP TSSOP 薄的缩小型 SOP 及 SOT 小外形晶体管 SOIC 小外形集成电路 等 二 电容的作用及选型 电容的用途非常多 主要有如下几种 1 隔直流 作用是阻止直流通过而让交流通过 2 旁路 去耦 为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路 3 耦合 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 4 滤波 这个对 DIY 而言很重要 显卡上的电容基本都是这个作用 5 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 6 计时 电容器与电阻器配合使用 确定电路的时间常数 7 调谐 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 8 整流 在预定的时间开或者关半闭导体开关元件 9 储能 储存电能 用于必须要的时候释放 例如相机闪光灯 加热设备等 等 如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准 一个电容储存的电能 可以供一个手机使用一天 电容就是两块导体 阴极和阳极 中间夹着一块绝缘体 介质 构成的电 子元件 电容的种类首先要按照介质种类来分 这当中可分为无机介质电容器 有机介质电容器和电解电容器三大类 不同介质的电容 在结构 成本 特性 用途方面都大不相同 陶瓷电容常用在超高频器件例如 GPU 上 无机介质电容器 包括大家熟悉的陶瓷电容以及云母电容 在 CPU 上我们 会经常看到陶瓷电容 陶瓷电容的综合性能很好 可以应用 GHz 级别的超高频 器件上 比如 CPU GPU 当然 它的价格也很贵 有机介质电容器 例如薄膜电容器 这类电容经常用在音箱上 其特性是 比较精密 耐高温高压 双电层电容器 这种电容的电容量特别大 可以达到几百 f f 法 电容 量单位 1f 100000 f 因此这种电容可以做 UPS 的电池用 作用是储存电 能 说句题外话 如果把地球算做一个孤立导体的话 那么它的容量只有 700 f 还不如主板上用的一个铝电容 电解电容器 由于主板 显卡等产品使用的基本都是电解电容 因此这是 我们要讲的重点 大家熟悉的铝电容 钽电容其实都是电解电容 如果说电容 是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话 那么电解电容器又在整个电容 产业中占据了半壁江山 我国电解电容年产量 300 亿只 且年平均增长率高达 30 占全球电解电容产量的 1 3 以上 电解电容器特点一 单位体积的电容量非常大 比其它种类的电容大几十 到数百倍 电解电容器特点二 额定的容量可以做到非常大 可以轻易做到几万 f 甚至几 f 但不能和双电层电容相比 电解电容器特点三 价格比其它种类具有压倒性优势 因为电解电容的组 成材料都是普通的工业材料 比如铝等等 制造电解电容的设备也都是普通的 工业设备 可以大规模生产 成本相对比较低 目前 新型的电解电容发展的非常快 某些产品的性能已达到无机电容器 的水准 电解电容正在替换某些无机和有机介质电容器 电解电容的使用范围 相当广泛 基本上 有电源的设备都会使用到电解电容 例如通讯产品 数码 产品 汽车上音响 发动机 ABS GPS 电子喷油系统以及几乎所有的家用电 器 由于技术的进步 如今在小型化要求较高的军用电子对抗设备中也开始广 泛使用电解电容 总结 有电源的地方就有电解电容 它价格便宜 使用在几百上千元的主 板 显卡上是再合适不过了 电解电容的分类 传统的方法都是按阳极材质 比如说铝或者钽 所以 电解电容按阳极分 为以下几种 1 铝电解电容 不管是 SMT 贴片工艺的 还是直插式的 或者有塑料表皮的 只要它们的阳极材质是铝 那么他们就都叫做铝电解电容 电容的封装方式和 电容的品质本身并无直接联系 电容的性能只取决于具体型号 2 钽电解电容 阳极由钽构成 就是那种我们在显卡上一见到就会惊呼 这个 显卡做工真不错 的那种黄色或黑色小颗粒 目前很多钽电解电容都用贴片 式安装 其外壳一般由树脂封装 采用同样封装的也可能是铝电解电容 但 是 钽电容的阴极也是电解质 所以很不幸的 它也是大家十分瞧不起的 电 解电容 的一种 需要提及的是 铝电解电容和钽电解电容不是由封装形式决 定的 通常我们认为其是钽电解电容 但实际其阳极也有可能是铝 也就是说 它们也有可能是铝电容而不是钽电容 是否有橡胶底坐 是判断 SMT 贴片与直 插封装的主要依据 3 铌电解电容 这种电容如今已经用的比少 所以就不多介绍了 以往传统 的看法是钽电容性能比铝电容好 因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧 化二钽 它的介电能力 通常用 表示 比铝电容的三氧化二铝介质要高 因 此在同样容量的情况下 钽电容的体积能比铝电容做得更小 电解电容的电 容量取决于介质的介电能力和体积 在容量一定的情况下 介电能力越高 体 积就可以做得越小 反之 体积就需要做得越大 再加上钽的性质比较稳定 所以通常认为钽电容性能比铝电容好 但这种凭阳极判断电容性能的方法已经 过时了 目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极 而在于电解质 也就是 阴极 因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容 其性能 也大不相同 采用同一种阳极的电容由于电解质的不同 性能可以差距很大 总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极 电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量 我们把电容器的两极板间的电 势差增加 1 伏所需的电量 叫做电容器的电容 电容的符号是 C 在国际单位制 里 电容的单位是法拉 简称法 符号是 F 一个电容器 如果带 1 库的电量时两级 间的电势差是 1 伏 这个电容器的电容就是 1 法 电容的公式是 C Q U 但电 容的大小不是由 Q 或 U 决定的 即 C S 4 kd 是一个常数 与电介质的性 质有关 k 则是静电力常量 电容器的电势能计算公式 E CU 很多电子产品中 电容器都是必不可少 的电子元器件 它在电子设备中充当整流器的平滑滤波 电源和退耦 交流信号 的旁路 交直流电路的交流耦合等 由于电容器的类型和结构种类比较多 因此 使 用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性 而且还必须了解在给定用 途下各种元件的优缺点 机械或环境的限制条件等 本文介绍电容器的主要参数 及应用 可供读者选择电容器种类时用 1 标称电容量 CR 电容器产品标出的电容量值 云母和陶瓷介质电容器 的电容量较低 大约在 5000pF 以下 纸 塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居 中 大约在 0005 F10 F 通常电解电容器的容量较大 这是一个粗略的分类 法 2 类别温度范围 电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围 该范 围取决于它相应类别的温度极限值 如上限类别温度 下限类别温度 额定温 度 可以连续施加额定电压的最高环境温度 等 3 额定电压 UR 在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下 可以连 续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值 电容器应用在高压场合时 必须注意电晕的影响 电晕是由于在介质 电极层之 间存在空隙而产生的 它除了可以产生损坏设备的寄生信号外 还会导致电容 器介质击穿 在交流或脉动条件下 电晕特别容易发生 对于所有的电容器 在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值 4 损耗角正切 tg 在规定频率的正弦电压下 电容器的损耗功率除以 电容器的无功功率 这里需要解释一下 在实际应用中 电容器并不是一个纯电 容 其内部还有等效电阻 它的简化等效电路如下图所示 图中 C 为电容器的实际 电容量 Rs 是电容器的串联等效电阻 Rp 是介质的绝缘电阻 Ro 是介质的吸收等 效电阻 对于电子设备来说 要求 Rs 愈小愈好 也就是说要求损耗功率小 其与电 容的功率的夹角 要小 这个关系用下式来表达 tg Rs Xc 2 f c Rs 因此 在应用当中应注 意选择这个参数 避免自身发热过大 以减少设备的失效性 5 电容器的温度特性 通常是以 20 基准温度的电容量与有关温度的电容量的 百分比表示 补充 1 电容在电路中一般用 C 加数字表示 如 C13 表示编号为 13 的电容 电容是由两片金属膜紧靠 中间用绝缘材料隔开而组成的元件 电容的特性主要 是隔直流通交流 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小 电容对交流信号的阻碍作用称 为容抗 它与交流信号的频率和电容量有关 容抗 XC f c f 表示交流信号的频率 C 表示电容容量 电话机中常用 电容的种类有电解电容 瓷片电容 贴片电容 独石电容 钽电容和涤纶电容 等 2 识别方法 电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同 分直标法 色标 法和数标法 3 种 电容的基本单位用法拉 F 表示 其它单位还有 毫法 mF 微 法 F mju 纳法 nF 皮法 pF 其中 1 法拉 1000 毫法 mF 1 毫法 1000 微法 F 1 微法 1000 纳法 nF 1 纳法 1000 皮法 pF 容量大的电容其容量值在电容上直接标明 如 10 F 16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示 字母表示法 1m 1000 F 1P2 1 2PF 1n 1000PF 数字表示法 一般用三位数字表示容量大小 前两位表示有效数字 第三位数 字是倍率 如 102 表示 10 10 PF 1000PF 224 表示 22 104PF 0 22 F 3 电容容量误差表 符 号 F G J K L M 允许误差 1 2 5 10 15 20 如 一瓷片电容为 104J 表示容量为 0 1 F 误差为 5 6 使用寿命 电容器的使用寿命随温度的增加而减小 主要原因是温度加速 化学反应而使介质随时间退化 7 绝缘电阻 由于温升引起电子活动增加 因此温度升高将使绝缘电阻降低 电容器包括固定电容器和可变电容器两大类 其中固定电容器又可根据所使 用的介质材料分为云母电容器 陶瓷电容器 纸 塑料薄膜电容器 电解电容器 和玻璃釉电容器等 可变电容器也可以是玻璃 空气或陶瓷介质结构 以下附表 列出了常见电容器的字母符号 按结构划分主要有二种 一是固定电容 二是可变电容 按电介质划分主 要有 有机介质电容器 无机介质电容器 电解电容等 按材料分为陶瓷电容 用于高频的云母电容 涤纶电容 用于中低频 金属膜电容 用于低频 电解 电容是固定电容 一般体积比较大 用在低频滤波电路中 它有正负极之分使 用时不能接反 否则会发生漏液或爆炸 电容的测量及好坏判断 1 电容测量 将万用表打到蜂鸣二极管档 把表笔放在两引脚上 应当看到数值在为断变 大 当达到无穷大时 将两表笔反接 此时数值应当从负数迅速变为无穷大 这个过程是电容的充放电过程 2 好坏判断 电解电容损坏后外观上表现为鼓包 漏液 变形等 用万表测量没有放电过 程或放电过程很短 跳变动做比较缓慢甚至不能跳变到无穷大 则表明电容漏 液或性能不良 如果万用表读数一直为零 则表示电容短路 对于贴片电容 在主板上测量很难判断好坏 只能摘下来测量 测量时电容两站应为无穷大 漏电的贴片电容会比周围的电容颜色略深一些 电容坏会引起计算机进入系 统蓝屏 死机 运行大程序死机 漏电会引起计算机重启 电容的代换原则 1 正负极不能接反 2 耐压值要大于或等于原值 3 容量可比原值相差 20 4 贴片电容只要颜色大小一样就可以代换 5 晶振两引脚上的稳频电容要原值 原位置 代换 可找另一块主板上的相同 位置的电容代换 贴片电容上面没有印字 这是和他的制作工艺有关 贴片电 容是经过高温烧结面成 所以没办法在它的表面印字 而贴片电阻是丝印而成 可以印刷标记 贴片电容有中 高压贴片电容 普通贴片电容 系列电压有 6 3V 10V 16V 25V 50V 100V 200V 500V 1000V 2000V 3000V 4000 V 英制 inch 公制 mm 长 L mm 宽 W mm 高 t mm a mm b mm 020106030 60 0 050 30 0 050 23 0 050 10 0 050 15 0 05 040210051 00 0 100 50 0 100 30 0 100 20 0 100 25 0 10 060316081 60 0 150 80 0 150 40 0 100 30 0 200 30 0 20 080520122 00 0 201 25 0 150 50 0 100 40 0 200 40 0 20 120632163 20 0 201 60 0 150 55 0 100 50 0 200 50 0 20 121032253 20 0 202 50 0 200 55 0 100 50 0 200 50 0 20 181248324 50 0 203 20 0 200 55 0 100 50 0 200 50 0 20 201050255 00 0 202 50 0 200 55 0 100 60 0 200 60 0 20 251264326 40 0 203 20 0 200 55 0 100 60 0 200 60 0 20 贴片电容和贴片电阻都是一样可以用的 0805 1206 等 三 贴片电阻的识别及规格 贴片电阻元件具有体积小 重量轻 安装密度高 抗震性强 抗干扰能力强 高 频特性好等优点 广泛应用于各类电子产品中 贴片元件按其形状分为矩形 圆柱 型 异形三类 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是 0402 1 0 x0 5 0603 1 6x0 8 0805 2 0 x1 2 1206 3 2x1 6 1210 3 2x2 5 1812 4 5x3 2 2225 5 6x6 5 国内贴片电阻的命名方法 1 5 精度的命名 RS 05K102JT 2 1 精度的命名 RS 05K1002FT R 表示电阻 S 表示功率 0402 是 1 16W 0603 是 1 10W 0805 是 1 8W 1206 是 1 4W 1210 是 1 3W 1812 是 1 2W 2010 是 3 4W 2512 是 1W 05 表示尺寸 英寸 02 表示 0402 03 表示 0603 05 表示 0805 06 表示 1206 1210 表示 1210 1812 表示 1812 10 表示 1210 12 表示 2512 K 表示温度系数为 100PPM 102 5 精度阻值表示法 前两位表示有效数字 第三位表示有多少个零 基本单位是 102 10000 1K 1002 是 1 阻值表示法 前三位表示有 效数字 第四位表示有多少个零 基本单位是 1002 100000 10K J 表示精度为 5 F 表示精度为 1 T 表示编带包装 1 0402 1 16W 2 0603 1 10W 3 0805 1 8W 4 1206 1 4W 5 1210 1 3W 6 2010 1 2W 7 2512 1W 贴片电阻各参数说明 国内贴片电阻的命名方法 1 5 精度的命名 RS 05K102JT 2 1 精度的命名 RS 05K1002FT R 表示电阻 S 表示功率 0402 是 1 16W 0603 是 1 10W 0805 是 1 8W 1206 是 1 4W 1210 是 1 3W 1812 是 1 2W 2010 是 3 4W 2512 是 1W 05 表示尺寸 英寸 02 表示 0402 03 表示 0603 05 表示 0805 06 表示 1206 1210 表示 1210 1812 表示 1812 10 表示 1210 12 表示 2512 K 表示温度系数为 100PPM 102 5 精度阻值表示法 前两位表示有效数字 第三位表示有多少个 零 基本单位是 102 1000 1K 1002 是 1 阻值表示法 前三位 表示有效数字 第四位表示有多少个零 基本单位是 1002 10000 10K J 表示精度为 5 F 表示精度为 1 T 表示编带包装 1 贴片电阻的阻值表示与贴片电容容值表示都是数字与 R 组合表示 的 譬如 3ohm 用 3R0 表示 10ohm 用 100 表示 100ohm 用 101 表示 也 就是说 R 表示点 的意思 而 101 后面个位数的 1 表示的是带有 1 个 0 例如 102 表示 10000 2 电阻上的数字和字母表示的就是阻值 R002 就表示 0 002ohm 180 表 示的就是 18ohm 3 怎样区分贴片的电阻与电容 由于电阻上面有白色的字体表示 所以 除端角外背景颜色应该是黑色的 而电容上就没有字体表示 也不会有黑 色的颜色 因为有黑色的话容易让人产生误会电容被氧化 贴片电阻的命名 贴片电阻阻值误差精度有 1 2 5 10 精度 常规用的 最多的是 1 和 5 5 精度的常规是用三位数来表示例如 512 前面两位是有效数字 第 三位数 2 表示有多少个零 基本单位是 这样就是