Из‑за миниатюрных корпусов SMD‑конденсаторы почти невозможно промаркировать полным номиналом, поэтому на них наносят компактные буквенно‑цифровые коды. В этой статье собраны таблицы расшифровки для керамических и танталовых SMD‑конденсаторов (ёмкость, температурный класс диэлектрика, код напряжения), а также разобраны ионисторы — конденсаторы с двойным электрическим слоем, занимающие промежуточное положение между обычными конденсаторами и источниками питания.
Стандарты маркировки
Система условных обозначений электрических параметров отечественных конденсаторов исторически описана в ГОСТ 11076-69 «Конденсаторы и резисторы. Обозначения электрических параметров», а ряды номинальных ёмкостей — в ГОСТ 175-72. Международные (в том числе кодовые SMD‑) обозначения регламентирует МЭК/IEC 60062 (в России действует как ГОСТ IEC 60062‑2014 «Коды для маркировки резисторов и конденсаторов»). Керамические конденсаторы дополнительно маркируют по классификации EIA (Ассоциация электронной промышленности США).
Ключевой приём буквенно‑числового кода по ГОСТ 11076‑69: буква‑множитель ставится на место запятой и одновременно задаёт единицу измерения. Множители ёмкости:
- п / p — пикофарады (10⁻¹² Ф);
- н / n — нанофарады (10⁻⁹ Ф);
- мк / µ — микрофарады (10⁻⁶ Ф).
Так запись 4n7 означает 4,7 нФ, 2p2 — 2,2 пФ, 1М5 — 1,5 мкФ. Тот же принцип работает и для резисторов (4К7 = 4,7 кОм, R47 = 0,47 Ом) — позиционное кодирование, где положение символа несёт информацию наравне с самим значением, точно так же, как в цветовой маркировке резистора связка «жёлтый‑фиолетовый‑красный» читается как 4‑7‑×100 = 4,7 кОм.
Керамические SMD‑конденсаторы: буквенно‑цифровой код ёмкости
Из‑за малых габаритов керамические SMD‑конденсаторы иногда маркируют кодом из одного‑двух символов и цифры. Первый символ, если он есть, — код изготовителя (например, K — Kemet). Значащий символ — мантисса (буква из таблицы ниже), а цифра — показатель степени (множитель) ёмкости в пикофарадах (pF).
Примеры чтения:
- S3 → мантисса S = 4,7; множитель 10³ → 4,7 × 10³ пФ = 4,7 нФ (изготовитель не указан);
- KA2 → K = Kemet; мантисса A = 1,0; множитель 10² → 1,0 × 10² пФ = 100 пФ.
| Буква | Мантисса | Буква | Мантисса | Буква | Мантисса | Буква | Мантисса |
|---|
| A | 1.0 | J | 2.2 | S | 4.7 | a | 2.5 |
| B | 1.1 | K | 2.4 | T | 5.1 | b | 3.5 |
| C | 1.2 | L | 2.7 | U | 5.6 | d | 4.0 |
| D | 1.3 | M | 3.0 | V | 6.2 | e | 4.5 |
| E | 1.5 | N | 3.3 | W | 6.8 | f | 5.0 |
| F | 1.6 | P | 3.6 | X | 7.5 | m | 6.0 |
| G | 1.8 | Q | 3.9 | Y | 8.2 | n | 7.0 |
| H | 2.0 | R | 4.3 | Z | 9.1 | t | 8.0 |
Как прочитать код ёмкости по шагам
- Шаг 1. Отбросьте первый символ, если это заглавная буква‑код изготовителя (K, T и т. п.).
- Шаг 2. По оставшейся букве найдите в таблице мантиссу (значащие цифры).
- Шаг 3. Возведите 10 в степень, равную последней цифре кода, — это множитель.
- Шаг 4. Перемножьте мантиссу на множитель — получите ёмкость в пикофарадах, при желании переведите в нФ/мкФ.
Типы диэлектриков и температурный код EIA
Конденсаторы изготавливают с разными типами диэлектриков: NP0, X7R, Z5U, Y5V и др. Диэлектрик NP0 (C0G) обладает низкой диэлектрической проницаемостью, но отличной температурной стабильностью (ТКЕ близок к нулю); SMD‑конденсаторы больших номиналов на его основе — самые дорогие. Диэлектрик X7R имеет более высокую проницаемость, но меньшую температурную стабильность. Диэлектрики Z5U и Y5V обладают очень высокой проницаемостью — это позволяет получить большую ёмкость в малом объёме, но ценой значительного разброса параметров. Диэлектрики X7R и Z5U применяют в цепях общего назначения.
В общем случае керамические конденсаторы на основе диэлектрика с высокой проницаемостью обозначаются по EIA тремя символами: первые два указывают нижнюю и верхнюю границы рабочего диапазона температур, а третий — допустимое изменение ёмкости в этом диапазоне. Расшифровка приведена в таблице.
Первый символ
(нижний предел) | Нижний предел | Второй символ
(верхний предел) | Верхний предел | Третий символ
(точность) | Изменение ёмкости |
|---|
| Z | +10 °C | 2 | +45 °C | A | ±1,0 % |
| Y | −30 °C | 4 | +65 °C | B | ±1,5 % |
| X | −55 °C | 5 | +85 °C | C | ±2,2 % |
| — | — | 6 | +105 °C | D | ±3,3 % |
| — | — | 7 | +125 °C | E | ±4,7 % |
| — | — | 8 | +150 °C | F | ±7,5 % |
| — | — | 9 | +200 °C | P | ±10 % |
| — | — | — | — | R | ±15 % |
| — | — | — | — | S | ±22 % |
| — | — | — | — | T | +22, −33 % |
| — | — | — | — | U | +22, −56 % |
| — | — | — | — | V | +22, −82 % |
Примеры расшифровки:
- Z5U — конденсатор с точностью +22, −56 % в диапазоне температур от +10 до +85 °C;
- X7R — конденсатор с точностью ±15 % в диапазоне температур от −55 до +125 °C.
Практический подвох: у диэлектриков класса III (Z5U, Y5V) заявленный допуск на номинал (например, ±20 %) складывается с температурным дрейфом (до −56…−82 %), а также с падением ёмкости под приложенным напряжением (DC bias) — реальная ёмкость в схеме может оказаться заметно ниже надписи на корпусе. Для времязадающих и фильтрующих цепей выбирают NP0/C0G или X7R.
Танталовые SMD‑конденсаторы: код напряжения и ёмкости
Маркировка танталовых конденсаторов типоразмеров A и B начинается с буквенного кода номинального напряжения по таблице:
| Буква | G | J | A | C | D | E | V | T |
|---|
| Напряжение, В | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 35 | 50 |
|---|
За буквой следует трёхзначный код ёмкости в пикофарадах, где последняя цифра — количество нулей (множитель), как в общепринятой системе «104». Например, маркировка E105 означает конденсатор ёмкостью 10 × 10⁵ пФ = 1 000 000 пФ = 1,0 мкФ на рабочее напряжение 25 В.
Ёмкость и рабочее напряжение танталовых SMD‑конденсаторов более крупных типоразмеров C, D, E обычно наносят прямой записью — например, 47 6V означает 47 мкФ на 6 В.
Важно при монтаже: танталовые конденсаторы полярны — на корпусе полоской обозначен плюсовой вывод (в отличие от электролитических алюминиевых, где маркируют минус). Переполюсовка или превышение напряжения для тантала особенно опасны — возможен пробой с возгоранием, поэтому по напряжению закладывают запас (обычно рабочее ≤ 0,5 U ном).
Ионисторы — конденсаторы с двойным электрическим слоем
В последние десятилетия появился новый класс приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой ёмкости, — по существу занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это ионисторы (суперконденсаторы), конденсаторы с двойным электрическим слоем.
Номинальное напряжение ионистора зависит от вида применяемого в нём электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется — параметры ионисторов в такой связке должны быть очень близкими.
Внутреннее сопротивление Rвн ионистора можно рассчитать по формуле Rвн = U / Iкз, где Rвн — в омах; U — напряжение на ионисторе, В; Iкз — ток короткого замыкания, А. Для ионистора К58‑3 (японский аналог DC‑2R4D225) Rвн = 10…100 Ом.
Электрическую ёмкость ионистора рассчитывают по формуле C = I · t / U, где C — ёмкость, Ф; I — постоянный ток разрядки, А; U — номинальное напряжение ионистора, В; t — время разрядки от Uном до нуля, с.
Важнейший параметр ионистора — ток утечки, особенно при использовании его в качестве резервного источника питания.
Ионистор К58‑9а представляет собой залитый компаундом ионистор К58‑3 с приваренными проволочными выводами (плюс маркирован чёрной точкой). Ионисторы К58‑96 и К58‑9в (японский аналог DB‑5R5D105) на напряжение 5 и 6,3 В состоят соответственно из двух и трёх соединённых последовательно ионисторов К58‑3. В принципе ионистор — прибор неполярный; вывод «+» указывают лишь для обозначения полярности остаточного напряжения после заводской зарядки.
Основные характеристики отечественных ионисторов
Рабочие температуры отечественных ионисторов: −25…+70 °C; отклонение ёмкости от номинала: −20…+80 %.
| Тип ионистора | Ёмкость, Ф | Номинальное напряжение, В | Внутреннее сопротивление, Ом | Габариты a‑b‑c‑d‑e, мм | Масса, г |
|---|
| 58‑3 | 2,00 | 2,5 | 30 | 18,3‑*‑*‑*‑2,7 | 2,0 |
| 58‑9а | 0,47 | 2,5 | 80 | 10,5‑14‑5‑26‑4,5 | 0,5 |
| 58‑9а | 2,00 | 2,5 | 30 | 19‑23‑5‑38‑5,5 | 2,0 |
| 58‑96 | 0,62 | 5,0 | 60 | 27‑22,5‑10‑35‑13 | 11,0 |
| 58‑96 | 1,00 | 5,0 | 60 | 27‑22,5‑10‑35‑13 | 11,0 |
| 58‑96 | 0,62 | 6,3 | 90 | 27‑22,5‑10‑35‑13 | 11,0 |
| 58‑9в | 1,00 | 5,0 | 60 | 21,5‑8‑5‑4‑* | 8,0 |
| 58‑9в | 0,62 | 6,3 | 90 | 21,5‑10,5‑5‑16,5‑* | 10,0 |
Прочерком (*) отмечены не приводимые в исходном справочнике размеры.
Долговечность и режим эксплуатации
Долговечность ионистора сильно зависит от условий эксплуатации. При работе под напряжением Uном и температуре окружающей среды +70 °C гарантированная долговечность составляет 500 часов. При работе под напряжением 0,8·Uном она возрастает до 5000 часов. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6·Uном, а температура окружающей среды — +40 °C, ионистор будет исправно работать не менее 40 000 часов. Отсюда простое правило: закладывайте запас по напряжению и не перегревайте прибор — ресурс растёт на порядки.
Разрядные и токовые характеристики
Ниже приведены типовые характеристики ионисторов, снятые для разных режимов и температур.
Типовые разрядные характеристики ионисторов.
Зависимость ёмкости ионистора от тока разряда (для температур +25 °C и +70 °C).
Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора (для температур −15 °C, +25 °C и +80 °C).
Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения.
Зависимость тока утечки ионистора от температуры окружающей среды.
Ионистор как резервный источник питания
Обычная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания показана на рисунке. Диод VD1 предотвращает разряд ионистора C1 при Uпит = 0. Резистор R1 ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания от перегрузки при включении; он не потребуется, если источник питания выдерживает кратковременную нагрузку током 100…250 мА.
Во многих случаях ионистор с успехом заменяет встраиваемые в прибор резервные источники питания. Особенно перспективен ионистор как накопитель энергии при работе совместно с солнечными батареями: здесь ценна его некритичность к режиму заряда и практически неограниченное число циклов заряд‑разряд. Ионистор не требует ухода в течение всего срока службы.
