Практическое сравнение конденсаторов и индуктивностей разных брендов и типов (D, Q, ESR, X)

Обмен в индустрии Обзор и разборка продукта
, , ,
1

Недавно купил LCR-метр и решил измерить параметры имеющихся у меня конденсаторов и катушек индуктивности, чтобы сравнить их.

Тестовое оборудование — Zhongchuang ET4410, измеряемые параметры: ёмкость, индуктивность, D (тангенс угла потерь), Q (добротность), ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), X (реактивное сопротивление, обычно обозначаемое как индуктивное XL или ёмкостное XC).

Полная таблица Excel доступна по ссылке: https://url.zeruns.com/1W8cW

Краткий обзор и распаковка настольного цифрового LCR-метра Zhongchuang ET4410: https://blog.zeruns.com/archives/763.html

Краткий обзор и распаковка осциллографа RIGOL DHO914S: https://blog.zeruns.com/archives/764.html

Техническая группа по электронике и микроконтроллерам: 2169025065

Некоторые из протестированных конденсаторов показаны ниже:

4096×3072 1.86 MB

6960×4640 3.07 MB

Индуктивности

В таблице ниже частота обозначает установленную на метре тестовую частоту. Каждый элемент измерялся на 4 частотах: 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц и 100 кГц, уровень сигнала — 1 В.

Обычно считается, что чем выше Q, тем лучше; ESR и X — чем ниже, тем лучше.

Тип и характеристики катушки Частота (кГц) Индуктивность (мкГн) Q ESR (мОм) X (мОм)
Катушка на кольце 65125 (Fe-Si-Al), 22 мкГн, провод 1,2 мм 0,1 22,7 2,1 6,8 14,2
Катушка на кольце 65125 (Fe-Si-Al), 22 мкГн, провод 1,2 мм 1 22,7 19,7 7,3 142,6
Катушка на кольце 65125 (Fe-Si-Al), 22 мкГн, провод 1,2 мм 10 22,675 100,5 14 1424,7
Катушка на кольце 65125 (Fe-Si-Al), 22 мкГн, провод 1,2 мм 100 22,605 67,1 211 14203
SMD-индуктивность 1770 (монолитная), 22 мкГн 0,1 21,9 0,66 20,9 13,8
SMD-индуктивность 1770 (монолитная), 22 мкГн 1 21,92 6,43 21,4 137,7
SMD-индуктивность 1770 (монолитная), 22 мкГн 10 21,817 39,7 34,5 1370,6
SMD-индуктивность 1770 (монолитная), 22 мкГн 100 21,506 63,5 213 13513
SMD-индуктивность 1265 (монолитная), 22 мкГн 0,1 22,8 0,46 30,2 14,3
SMD-индуктивность 1265 (монолитная), 22 мкГн 1 22,671 4,62 30,8 142,4
SMD-индуктивность 1265 (монолитная), 22 мкГн 10 22,66 35,8 39,8 1423,8
SMD-индуктивность 1265 (монолитная), 22 мкГн 100 22,511 74 190 14145

825×329 22 KB

1862×1053 92.1 KB

Итог:

  • Катушки на Fe-Si-Al кольцах плохо себя ведут на высоких частотах: при 100 кГц Q падает, максимум добротности наблюдается на 10 кГц (я дополнительно проверял на 20 кГц — Q ещё выше, значит, пик находится между 20 и 100 кГц, после чего Q убывает).
  • Монолитные SMD-индуктивности ведут себя лучше: с ростом частоты Q растёт и на 100 кГц превышает Q кольцевых катушек.
  • ESR у кольцевых катушек ниже, вероятно, из-за толстого провода, но на высоких частотах их ESR становится выше, чем у монолитных SMD.

Конденсаторы

В таблице ниже частота — это установленная на метре тестовая частота. Каждый элемент измерялся на 4 частотах: 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц и 100 кГц, уровень сигнала — 1 В.

Обычно считается, что D, ESR и X — чем ниже, тем лучше.

Конденсаторы Rubycon и ELNA покупались на Taobao в маленьком магазинчике, высока вероятность подделки.

Тип и характеристики конденсатора Частота (кГц) Ёмкость (мкФ) D ESR (Ом) X (Ом)
Твёрдотельный конденсатор AISHI 220 мкФ 50 В 0,1 210,4 0,0138 0,1042 -7,565
Твёрдотельный конденсатор AISHI 220 мкФ 50 В 1 207,22 0,0318 0,0245 -0,7681
Твёрдотельный конденсатор AISHI 220 мкФ 50 В 10 186,25 0,175 0,0151 -0,0855
Твёрдотельный конденсатор AISHI 220 мкФ 50 В 100 23,19 0,173 0,0125 -0,0685
Электролит ChengX обычный 220 мкФ 16 В 0,1 206,18 0,0662 0,513 -7,739
Электролит ChengX обычный 220 мкФ 16 В 1 193,02 0,2939 0,2428 -0,8246
Электролит ChengX обычный 220 мкФ 16 В 10 173,71 2,28 0,2094 -0,0917
Электролит ChengX обычный 220 мкФ 16 В 100 38,71 5,08 0,209 -0,0411
Электролит ChengX «высокочастотный» 47 мкФ 50 В 0,1 47,2 0,0264 0,889 -33,742
Электролит ChengX «высокочастотный» 47 мкФ 50 В 1 45,42 0,0811 0,2845 -3,5045
Электролит ChengX «высокочастотный» 47 мкФ 50 В 10 43,04 0,503 0,1858 -0,3698
Электролит ChengX «высокочастотный» 47 мкФ 50 В 100 20,57 2,295 0,1776 -0,0775
Электролит JWCO «высокочастотный» 220 мкФ 63 В 0,1 199,77 0,0437 0,3148 -7,941
Электролит JWCO «высокочастотный» 220 мкФ 63 В 1 194,49 0,2133 0,1747 -0,8183
Электролит JWCO «высокочастотный» 220 мкФ 63 В 10 179,38 1,717 0,1528 -0,0888
Электролит JWCO «высокочастотный» 220 мкФ 63 В 100 35,38 3,51 0,1577 -0,045
Электролит Rubycon 220 мкФ 63 В 0,1 220,24 0,0332 0,24 -7,227
Электролит Rubycon 220 мкФ 63 В 1 212,68 0,1018 0,076 -0,7484
Электролит Rubycon 220 мкФ 63 В 10 197,57 0,77 0,0625 -0,0806
Электролит Rubycon 220 мкФ 63 В 100 30,375 1,18 0,0617 -0,0527
Электролит ELNA «blue robe» 220 мкФ 63 В 0,1 199,33 0,0523 0,418 -7,986
Электролит ELNA «blue robe» 220 мкФ 63 В 1 191,92 0,262 0,217 -0,8294
Электролит ELNA «blue robe» 220 мкФ 63 В 10 172,87 2,08 0,192 -0,092
Электролит ELNA «blue robe» 220 мкФ 63 В 100 28,528 3,39 0,19 -0,056
Монолитный конденсатор неизвестного бренда 47 нФ 0,1 0,00004849 0,0134 445 -32829
Монолитный конденсатор неизвестного бренда 47 нФ 1 0,00004801 0,0145 47,8 -3314,4
Монолитный конденсатор неизвестного бренда 47 нФ 10 0,00004745 0,0155 5,23 -335,45
Монолитный конденсатор неизвестного бренда 47 нФ 100 0,00004571 0,0151 0,519 -34,853
Поверхностный танталовый CEC 10 мкФ 16 В 0,1 10,153 0,0143 2,29 -156,72
Поверхностный танталовый CEC 10 мкФ 16 В 1 10,046 0,0763 1,208 -15,838
Поверхностный танталовый CEC 10 мкФ 16 В 10 9,466 0,653 1,1 -1,381
Поверхностный танталовый CEC 10 мкФ 16 В 100 4,56 2,3 0,811 -0,346

954×945 69.9 KB

2888×2888 691 KB

Итог:

  • У твёрдотельных и электролитических конденсаторов ёмкость заметно падает выше 10 кГц.
  • У монолитных конденсаторов на низких частотах реактивное сопротивление и ESR очень велики.
  • У электролитов на высоких частотах коэффициент D сильно растет, у твёрдотельных — почти не меняется; в целом твёрдотельные конденсаторы значительно лучше.
  • Между брендами электролитов тоже есть разница: из протестированных образцов Rubycon показал себя лучше всех.
  • Реактивное сопротивление конденсаторов уменьшается с ростом частоты.

Выводы могут быть неточными, информация для справки.

Рекомендуем к прочтению