Керамические конденсаторы КМ

Конденсатор — это устройство, которое способно накапливать и отдавать электрическую энергию. Конденсаторы присутствуют везде, где есть электрический ток. Они занимают от 15% до 20% перечня компонентов практически в любой электронной аппаратуре.

Немного истории

Годом изобретения конденсатора считается 1745. Принадлежит это изобретение немецкому и голландскому физикам: Эвальду Юрген фон Клейсту и Питеру ван Мушенбруку. Этот первый прототип электрического конденсатора получил название — «лейденская банка» (по названию города Лейден, где была собрана эта конструкция).

Основные характеристики

Конденсаторы КМ — это керамические монолитные конденсаторы в корпусном и бескорпусном исполнении. Они относятся к подклассу конденсаторов постоянной емкости. По классификации — это низковольтные конденсаторы с напряжением до 1600 В. Диапазон ёмкости — от 16 пФ до 2,2 мкФ. Много это или мало? Для сравнения скажем, что ёмкость Земли составляет порядка 710 мкФ.

Группа низковольтных конденсаторов КМ подразделяется на низкочастотные и высокочастотные. По назначению они делятся на три группы: 1, 2 и 3.

— группа 1 используется, когда существенным являются высокая стабильность емкости и малые потери;
— группа 2 — когда не существенно то, что характерно для группы 1;
— группа 3 — как и вторая группа, но предназначена для работы в низкочастотных цепях.

Существует больше десяти основных электрических параметров для каждого конденсатора и более 25 эксплуатационных характеристик. Подчеркнем — это только основные, полный список близок к 60-ти.
Остановимся на некоторых из них.

Номинальная емкость. Это значение стандартизировано и выбирается из определенного ряда — Е3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Для каждого десятичного интервала цифры после Е указывают на количество номинальных значений. Так, например, для Е6 имеем ряд номинальных значений емкости: 1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 (для каждого десятичного интервала).

Для номинальных значений существует предел допустимых отклонений, который выражается в процентах. Например: ±0,1%, ±0,25%, ... ±30%, (-10+30)%, (-20+50)%.

Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором конденсатор может работать в определенных условиях и сохранять свои параметры в допустимых пределах. Для конденсаторов КМ в зависимости от модификации диапазон значений лежит в пределах от 25В до 250В.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ). Он применяется для конденсаторов с линейной зависимостью емкости от температуры.

Значение ТКЕ: по этому параметру можно определить, на сколько изменится емкость конденсатора, если температура окружающего воздуха изменится на один градус в заданном диапазоне температур (используют шкалы как Цельсия, так и Кельвина). Ряд ТКЕ конденсаторов КМ: П33, МПО, М47, М75, М750, М1500, Н30, Н50, Н90.

Модификации конденсаторов КМ

Производили следующие модификации конденсаторов: КМ-3, КМ-4, КМ-5, КМ-6.

КМ-4, КМ-5, КМ-6 — могут быть 1 или 2 типа, КМ-3 — только 2 типа.

Конструктивные варианты исполнения:

— неизолированные, разнонаправленные выводы: КМ-3а, КМ-4а, КМ-5а
— неизолированные, однонаправленные выводы: КМ-3б, КМ-4б, КМ-5б
— изолированные, однонаправленные выводы: КМ-3б, КМ-4б, КМ-5б, КМ-6(а, б)
— незащищенные: КМ-3в, КМ-4в, КМ-5в

Диапазон номинальных емкостей:

КМ-3 680 пФ — 22 нФ
КМ-4 16 пФ — 47 нФ
КМ-5 16 пФ — 0,15 мкФ
КМ-6 120 пФ — 2,2 мкФ

Распределение КМ по значению номинального напряжения (В) и группам ТКЕ:

Применение

Конденсаторы КМ предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Используются в любой электронной аппаратуре: в бытовой технике, системах связи, измерительной и научной аппаратуре, в промышленном оборудовании и т.д.

Драгметаллы в конденсаторах КМ

Использование в конденсаторах таких материалов как палладия, платины и серебра обусловлено технологическими требованиями и имеет рациональную основу.

Конструктивно конденсаторы выполнены из керамического диэлектрика с нанесенным на него с двух сторон тонким слоем металла (обкладка конденсатора). От выбранного материала диэлектрика и обкладок зависят технические и эксплуатационные характеристики конденсатора.

В качестве диэлектрика используют специальную керамику на основе титаната кальция, циркония и бария. Технологии позволяют получить сверхтонкие слои диэлектрика и собирать их в сэндвичи. Это обеспечивает низкую электрическую проводимость, емкости конденсаторов от долей пикофарад и номинальное напряжение в широком диапазоне.

В качестве обкладок керамических конденсаторов используют палладий, платину и серебро. Эта группа металлов устойчива к действию сульфидов, предотвращает окисление при обжиге и значительно повышает температурную стабильность емкости конденсаторов. Обеспечивает нормированные значения емкости с заданными отклонениями, прогнозируемый ТКЕ, минимизирует значения паразитных параметров, уменьшает влияние внешних факторов, повышает долговечность и надежность.

В зависимости от применяемой технологии нанесения металлов на диэлектрик, варьируется использование и содержание одного из этих драгметаллов в обкладках конденсаторов. При технологическом требовании высокой температуры обжига керамики применение серебра ограничено и больше используется палладий и платина.

Так содержание палладия в электродах керамических монолитных конденсаторов доходит до 78-95%. А от массы всего конденсатора содержание платины может доходить до 0,6%, а палладия до 7%.

Любопытная информация: оказывается, из всего объема палладия, который необходим для электронной промышленности, доля палладия, используемого для производства керамических конденсаторов, может доходить до 60%.

С учетом того, что технологии производства конденсаторов осваивались последовательно, исходя из технических требований, то и содержание этих драгметаллов в конденсаторах должно зависеть, как от завода, так и от года их производства.

Как уже говорилось выше, содержание керамических конденсаторов в отработанной электронной аппаратуре может доходить до 20% от количества компонентов, а в некоторых изделиях — и выше. Проблема переработки отходов электронной промышленности сегодня — фактически нерешенная проблема. В связи с этим, на рынке существует достаточно большое количество предложений, призывающих собирать и сдавать непригодные к эксплуатации электронные устройства.

По керамическим конденсаторам КМ составлены перечни с признаками, определяющими тип конденсаторов и их ориентировочную ценность. Содержание этих «списков» может отличаться друг от друга, но прослеживается общность определенных параметров, по которым можно определить ценность того или иного типа конденсатора КМ.

Ниже приведены некоторые группы предложений от разных скупщиков конденсаторов. В столбце «Пример маркировки» знак «/» указывает на разделение строчек надписи на самом корпусе конденсатора.

Есть и более простые перечни без указания ценности,
а только с перечислением того, что принимается, например:

Линейные размеры конденсаторов КМ зависят от варианта исполнения, номинальной емкости и группы ТКЕ (размеры в мм, от мин. до макс.):

- зеленые, тонкие — от 3×3х0,3 до 13×13×3;
- рыжие, толстые, 1МФ, 2*2МФ, Н90, 1М0, 2М2 — от 14×14×6 до 14×14×10;
- рыжие, толстые, прочие — от 6,5×6,5×4,5 до 14×14×6.

Определенную разность предложений можно объяснить индивидуальными условиями и особенностями бизнеса. Абсолютные значения цен на драгметаллы зависят от множества параметров (включая цены на биржах) и нет смысла приводить их на какой-то конкретный момент времени.