陶瓷电容器范文

时间:2023-03-13 23:33:17

导语:如何才能写好一篇陶瓷电容器,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

陶瓷电容器

篇1

Abstract: Research progress and development trend of the dielectric materials of multilayer ceramic capacitor at home and abroad in recent years has been summed up, and lead-free high temperature system, including(Bi0.5Na0.5)TiO3, BiScO3-BaTiO3, and(K0.5Na0.5)NbO3 system, which accords with sustainable development of human society and the development trend of the ceramic capacitor is introduced.

关键词: 多层陶瓷电容器;介质材料;无铅高温化;研究现状

Key words: multilayer ceramic capacitor;dielectric materials;lead-free high temperature;research status

中图分类号:TM53 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)29-0318-03

0 引言

多层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor,MLCC)又称为独石电容器(Mono Lithic Capacitor,MLC),是由电介质陶瓷薄膜和内电极相互交替重叠而成的一种新型片式元件。实际上,通常使用的MLCC是由很多单层陶瓷电容器并联组成的。其结构如图1所示[1]。由于具有高的电容量、低的介电损耗、高的抗击穿强度、优良的抗热震性和耐腐蚀性,目前,多层陶瓷电容器(MLCC)已经被广泛应用于广播电视、移动通信、测量仪器等电子设备中[2]。而随着科技的发展,越来越多的应用要求MLCC能够在极端的环境下正常工作[3-5]。比如在石油钻井、汽车工业和航天航空等领域,MLCC必须在极高的温度下工作。另外,这些MLCC还必须能够承受在这些极端环境下的剧烈冲击和震动。因此,MLCC面临着超微型化、超大容量、超薄型化和高可靠、低成本、环保化(无铅化)、宽温高稳定性等方面的技术竞争和挑战。为满足MLCC的竞争要求对其介质材料也提出了相应的要求,即高介电常数、低介质损耗、低的容温变化率、耐高温性和无铅性。

关于MLCC的研究进展综述报道已经比较多[6-8],而对其介质材料研究进展及发展趋势的报道还比较少,本文对MLCC介质材料的研究进展进行综述,重点介绍高温MLCC介质材料并对MLCC介质材料的发展做出展望。

1 铅基复合钙钛矿体系

50年代Smolenskii等[9]首次发现Pb基复合钙钛矿介质具有铁电性。铅基弛豫铁电体一般为复合钙钛矿结构,其化学通式一般表示为Pb(B’xB”1-x)O3,即在组分上的特征表现为在等同的晶格位置上存在一种以上的离子。在微观结构上,弛豫铁电体表现为长程、中程与短程等不同结构层次的结构组元,它们之间所具有的强或弱的相互作用,使其具有不同于普通铁电体的优异性能。从80年代开始,人们对其进行了广泛的研究。其典型体系有(PbLa)(ZrTi)O3(PLZT)[10]、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)[11]、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(PZN)[12]以及它们之间的复合体系[13]。这些系统表现出较高的介电性能(数量级在104以上),并具有较低的烧结温度。尽管,铅系弛豫铁电陶瓷烧结温度较低,介电常数比较大,但在制造过程中系统中大量Pb可能诱导内电极中Ag+离子发生迁移,导致MLCC性能不稳定,易老化,可靠性差。此外Pb会对人体与环境造成极其严重的危害,不适宜全球范围提倡的绿色电子发展趋势,因而该系统正逐步被无公害系统所替代。

2 钨青铜结构体系

氧八面体铁电体中有一部分是以钨青铜结构存在的,由于此类晶体结构类似四角钨青铜KxWO3和NaxWO3而得名。这一结构的基本特征是存在着[BO6]式氧八面体,其中B以Nb5+、Ta5+为主。这些氧八面体以顶角相连构成骨架,从而堆积成钨青铜结构。主要的钨青铜结构体系有(SrxBa1-x)Nb2O6基陶瓷[14]、(AxSr1-x)NaNb5O15基无铅压电陶瓷(A=Ba、Ca、Mg等)[15]、Ba2AgNb5O15基[16]。

Boufrou等[17]利用四方钨青铜矿结构铌酸锶盐具有弥散相变的特性,研制出以 KSrNbO3(KSN)为主晶相的材料系统,符合X7R特性。此体系的介电常数高达3000-5000,但迁移率大的碱金属离子K+的引入,决定了其可靠性不高的致命弱点[18],另外该体系介质损耗大且介电性能不稳定。

篇2

高压部分主要由整流、滤波、高压开关管、开关脉冲形成电路以及过流、过压保护和EMC等电路组成。对于电源高压侧的摩机,大家常常更换高压滤波电容,但对其容量选择则有许多不同的意见。根据经验,开关电源的初级侧高压滤波电容容量常选择3pF/W,即当开关电源输出功率在1W时,此电容为3pF。卫视机功耗常在20w以下,根据上述经验公式,此电容容量可选择60pF左右,即68pF。我曾试验过将此电容容量增至100pF,效果较68μF稍好,但100μF电容价格要高于68μF电容近一倍。所以建议使用68μF,此时性价比最高。

低压部分主要是由30V、22V、12V、5V、3.3V各路电压的高频整流滤波及电压反馈光耦等构成。因开关变换器是以脉冲形式向电源汲取电能,故当滤波电容器中流过较大的高频电流时,要求用于开关稳压电源输出整流的电解电容器阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz左右仍不呈现上升趋势,而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势(见图2),用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。同时普通电解电容器温升相对较高。当负载为突变情况时.用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。由于铝电解电容器在高频段不能很好地发挥作用,应辅之以高频特性好的陶瓷电容器或无感薄膜电容器,其主要优点是:高频特性好,ESR低,如MMK5型容量1μF电容器,谐振频率达2MHz以上,等效阻抗却小于0.02Ω,远低于电解电容器,而且容量越小谐振频率越高(可达50MHz以上)。在铝电解电容器两脚上并联上高频特性好的小容量陶瓷电容器或无感薄膜电容器,这样将得到很好的电源输出频率响应或动态响应。

对于各电压支路滤波电容容量的选择,应结合各路电源负载的大小及对纹波敏感的程度而做出处置。在此建议如下:

30V:10~22pF/50V电容.并联一只O.1μF陶瓷电容器:

22V:470pF/35V电容,并联两只0.1μF陶瓷电容器;

12V:1000μF/35V电容。并联两只0.1μF陶瓷电容器:

篇3

关键词:三端子电容器;大功率;工艺优化

近年,市场的电子设备都以便携及多功能为目标发展(如智能手机)。目前智能手机除电话功能外,还增加了数码相机、游戏、浏览网页和音乐播放多项功能,使电子产品对高速处理器及高速通讯技术的依赖性提高,伴随着就是高耗电量,大电池的引入使得搭载元器件的主板体积出现减少,并且电子产品的高性能会增加电子元器件的使用数量,所以市场上对复合型贴装电子元器件和低感抗多层陶瓷电容器(MLCC)的需求会逐渐提高[1-2]。三端子电容器因其特殊的内部设计,其等效串联电感(ESL)远低于传统同规格MLCC,并且内部等效电路是T型滤波器,滤波性能高于传统MLCC,可达到一个三端子电容器替代多个MLCC的效果,但由于三端子的电容器长轴AB两个端子(如图1所示),所以需要对三端子电容器的直流电阻进行管控,三端子电容器在电子设备的设计应用中需要通过最大的电流为10A,在这个应用环境中需要将三端子电容器AB两个端子的直流电阻控制在1.5mΩ的标准范围内,以控制三端子电容器的功率达到减少电容器的工作温度提高可靠性的效果,所以本文针对10A电流规格的大功率三端子电容器的内部设计进行研究,探究如何通过调整产品的内部设计和工艺使三端子电容器满足大功率的工作需求。

1试验

1.1试验材料

X7R特性瓷粉(国产),镍内电极浆料(国产),铜端电极浆料(国产)。

1.2试验方法

工艺流程为:瓷浆制备→流延→丝印→叠层→切割→高温烧结→封端→烧端→电镀。制备得到1206尺寸、电容为15nF、额定电压为100V,AB端贯通电极直流电阻为≤1.5mΩ、额定工作电流为10A工作电流的三端子电容器。

2结果与分析

2.1镍电极层数的影响

三端子电容器面向的是10A大电流的应用条件,产品需要满足AB端贯通电极直流电阻≤1.5mΩ的标准。根据多层陶瓷电容器的等效电路(如图2所示),层与层之间为并联结构,所以需要增加产品的内部电极层数降低贯穿电极的直流电阻。根据1206尺寸电容器的内部容积,利用4μm的陶瓷生坯介质在电容内部设计243层贯通电极和2层GND电极制作15nF的三端子电容器内部结构如图3所示。可见,制作的产品直流电阻可满足10A电流的工作要求,但因内部开裂只能检测贯穿电极的直流电阻,无法检测其电性能。

2.2电容器内部开裂的分析与解决

根据以上产品的设计,分析产品开裂的原因为内部电极过于集中,导致电容器在高温烧成时内部收缩应力过大[3]。为缓解电容内部金属电极过于密集导致产品内部开裂的问题,在产品内部减少内电极金属层数,并利用此空间作为金属电极层之间不设置电极的缓冲区间(如图4所示),从而解决产品内部开裂的问题。根据图3的内部结构在贯穿电极层中间增加陶瓷缓冲层,现以去掉10层贯通电极使用一个陶瓷缓冲层进行替代,以图3的设计为设计基础进行改进,采用以下四种内部设计方案对三端子电容器进行改进,具体为:1)1个陶瓷缓冲层,233层贯通电极;2)2个陶瓷缓冲层,223层贯通电极;3)3个陶瓷缓冲层,213层贯通电极;4)4个陶瓷缓冲层,203层贯通电极。所制作样品的具体电性能数据见表2。可见,在电容内部增加3个及以上的陶瓷缓冲层后可避免产品的开裂问题,可测试产品的具体电性能情况,但因金属电极层数的减少导致产品的直流电阻值增加,无法满足10A大电流的工作要求。

2.3镍电极连续性的影响

三端子电容器在高温烧结后内部金属电极会形成网状不连续的结构,增加镍金属电极的连续性可有效降低单层金属电极的电阻率,从而降低三端子电容器的直流电阻,分析影响金属电极连续性的主要原因有:1)印刷时电极浆料的厚度。因MLCC生产时所使用的电极浆料含有机添加物,在高温烧结时会使浆料内的有机添加物挥发,如印刷的电极浆料厚度过薄会使金属电极层的金属含量不足,导致高温烧结后金属电极层出现严重的不连续网状结构。2)升温速度。高温烧结时,烧结窑炉的升温速度会影响MLCC的金属内电极在高温下熔融状态的时间,金属电极在熔融状态时会导致金属电极的收缩,如金属在熔融状态的时间过长会造成金属电极连续性差的问题(如图5所示)。使用以上三端子电容器缓冲陶瓷层的第三方案,即3个陶瓷缓冲层和213层贯通电极的设计为基础进行内电极连续性的改进,具体方案为:1)使用2μm乳胶厚度的丝网进行印刷,使用升温速度为2℃/min的普通窑炉进行高温烧结。2)使用2μm乳胶厚度的丝网进行印刷,使用升温速度为25℃/min的快速窑炉进行高温烧结。3)使用7μm乳胶厚度的丝网进行印刷,使用升温速度为2℃/min的普通窑炉进行高温烧结。4)使用7μm乳胶厚度的丝网进行印刷,使用升温速度为25℃/min的快速窑炉进行高温烧结。所制作样品的具体电性能数据见表3。在相同的内部设计情况下使用快速窑炉烧成可比普通窑炉烧成的产品直流电阻值下降10%,这是因为快速窑炉烧成的升温速度快,在较短时间内实现陶瓷的烧结,缩短了金属电极在熔融状态的时间;使用7μm乳胶厚度的丝网进行镍电极印刷,可比使用2μm乳胶厚度的丝网进行镍电极印刷时直流电阻下降16%,因为随着乳胶厚度的增加,印刷的镍电极层厚度越大,并且印刷外观缺陷减少[4],这些都有利于改善电极连续性,降低其直流电阻率。伴随着镍电极层连续性的改善,电容器的容量也随之上升。

2.4端电极铜层厚度的影响

使用内部结构为3个陶瓷缓冲层、213层贯通电极的设计,以及7μm乳胶厚度的丝网进行印刷,升温速度为25℃/min的快速窑炉进行高温烧结,对不同端电极铜层厚度的电容器进行直流电阻参数的对比,具体方案为:1)对电容器的端头使用一次浸封铜浆后,以高温烧结固化的方式进行外电极铜层的制作。2)对电容器的端头使用二次浸封铜浆后,以高温烧结固化的方式进行加厚型外电极铜层的制作。所制作样品的具体电性能数据见表4。使用二次浸封制作方式相对于一次浸封制作方式可增加电容器端头铜层的厚度,但此方式没有使三端子电容器的直流电阻参数得到有效下降,并不能满足直流电阻≤1.5mΩ的标准。分析原因为端电极铜层在烧结过程中因浆料中有机物的排出,会导致烧结后铜层内部形成多孔不致密的结构(如图6所示),所以在铜浆成分没有改变的情况下使用二次浸封制作方式增加铜层厚度,不改变铜层内部的结构无法使电容器的直流电阻参数得到大幅度的下降。根据以上分析的原理对方案2二次浸封铜层的方式进行改进,先对电容器的铜层进行一次浸封,并进行高温烧结,第一层铜层制作完成后再进行第二次铜浆浸封,二次浸封完成后再对铜层进行高温烧结。这样可在二次浸封铜浆时将第一层铜层中的孔洞利用铜浆进行填充,改善铜层烧结后疏松多孔的结构,减低铜层电阻率(如图7所示)。具体方案及流程为:一次浸封铜浆→高温烧结固化铜层→二次浸封铜浆→二次高温烧结固化铜层。所制作样品的具体电性能数据见表5。在增加端电极铜层的厚度的同时也需要将铜层的致密性进行改善,才能降低铜层的电阻率,降低产品的直流电阻。

3结论

1)在高层数MLCC的内部适当加入陶瓷缓冲层,可解决MLCC在高温烧结后的瓷体开裂问题。2)使用厚乳剂丝网对镍浆进行印刷,并且搭配快速烧结窑炉可改善电容器镍电极的连续性,降低三端子电容器的直流电阻。3)使用二次浸封铜浆的工艺,对烧结后的铜层表面孔洞使用铜浆进行二次填充,改善铜层烧结后的疏松多孔结构,降低三端子电容器的直流电阻。

参考文献

[1]邓丽云,薛赵茹.小尺寸高容量MLCC寿命性能改善[J].电子工艺技术,2019,40(3):175.

[2]陈长云,李筱瑜,刘新.MLCC内电极厚度对其性能影响的研究[J].电子工艺技术,2011,32(2):105.

[3]刘新,李筱瑜,陈长云.MLCC制作过程中分层开裂原因分析[J].电子工艺技术,2011,32(6):335.

篇4

《TRIPS协定》中提到“自然人和法人应有可能阻止由其合法掌握的信息在未得到其同意的情况下,被以违反诚信商业做法的方式泄露、获得或使用”。日本《不正当竞争防止法》在第2条第1款第4项至第9项中列举了各项侵犯商业秘密行为,其中包括侵犯商业秘密行为中的以不正当手段获取、披露、使用行为;第三人得知商业秘密为不正当获取时的获取、使用或披露行为;第三人在善意获得后,得知该商业秘密为不正当获取时的使用、披露行为;获得、使用或披露不正当披露的商业秘密的行为;第三人已知该商业秘密为不正当披露时的使用、披露行为;第三人在善意获取后,得知该商业秘密为不正当披露时的使用、披露行为。

针对以上六种行为,我们可以将其分为两大类,即商业秘密的不正当获取、披露和使用行为,以及通过正规途径获取后的不正当使用、披露的行为。每一大类下面又可以再分为三小类。第一大类为商业秘密的不正当获得的行为,是指以盗窃、欺诈、胁迫或其他不正当手段获取商业秘密的行为,其中包括:(1)不正当获得商业秘密,以及使用、披露该商业秘密;(2)明知存在有不正当获取行为的获取、使用或披露行为;(3)事前不知,但事后得知存在有不正当获取行为时的使用、披露行为。第二大类为通过正当途径获取商业秘密,但不正当披露的行为,比如基于雇佣关系的合法知悉后的不正当披露,其中包括:(1)获取、使用不正当披露的商业秘密的行为;(2)明知存在有不正当披露行为的获取、使用或披露行为;(3)事前不知,但事后得知存在有不正当披露时的使用、披露行为。下文将结合日本司法实践中的案例,具体解析上述两大类行为。

一、两类侵犯商业秘密行为的具体解析。

(一)商业秘密的不正当获得行为。

1. 不正当获得商业秘密,以及使用、披露该商业秘密。

日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第4项规定“以盗窃、欺诈、胁迫和其他不正当手段获取商业秘密的行为,以及对获取的商业秘密的使用行为,披露行为(包括在保守秘密的同时向特定的人披露)”。也就是说,侵犯商业秘密的第一项行为就是,使用不正当手段获取商业秘密的行为,以及利用和披露上述商业秘密的行为。

在解释“不正当行为的时候”,是以“盗窃、欺诈、胁迫”作为“其他不正当手段”的列举来解释的。但是由于考虑到“其他不正当手段”的定义暧昧,其适用范围过于广泛,有可能会对正常的商业交易带来阻碍,为此,“不正当手段”通常解释为相当于“盗窃、欺诈、胁迫”等社会危害性极大的行为a。在这里“不正当手段”没有仅仅局限于刑法法规中的行为,应该从社会常识的角度来看,具有违法性的恶都纳入其中,也就是通常所说的违反“公序良俗”的行为b。由于这些行为本身具有隐蔽性,要原告举证被告采取了不正当手段获取商业秘密,是比较困难的。

因此,在此项侵犯行为的认定中,日本采用的往往是接触加相似,并排除合法来源的认定思路。

(1)接触。

在接触这一事实过程中,日本的司法实践认为,原告甚至不用列举具体的接触证据,只要证明显而易见的接触机会同样也可以被作为认定接触事实的考虑因素之一。例如,在大阪地裁关于“陶瓷电容器积层机等的电子数据事件”(以下简称“陶瓷电容器事件”一案中,首先,被告A与B曾是原告公司的职工,担任陶瓷电容器积层机及印刷机的设计工作。就其工作性质而言,是需要接触到涉案的商业秘密的。其次,原告公司职工曾目击被告A用笔记本电脑长时间接续公司主机进行操作,之后将该笔记本电脑带回家中。

从上述事实可以看出,被告A完全有机会在没有得到原告公司的允许之下,将原告公司的数据复制,并带回家中。据此,法院认定了被告接触商业秘密的事实。

(2)相似。

在相似性的判断上,日本司法实践中非常重视实质内容上的相似。也就是说,即便从外观上看上去具有差异性,但只要两者实质内容相一致,也可以被认定为相似。在“陶瓷电容器事件”一案中,尽管两者图纸在文字字体、大小等方面具有差异性,但由于实际所记载的尺寸、加工记号等信息完全一致,而且有很大部分属于设计者可以自由设计空间的内容也完全一致,因此法院认定两者具有高度一致性。

(3)合法来源。

日本对于合法来源抗辩的规定,没有用明文规定有关“自行开发”和“反向工程”的情况,仅在《不正当竞争防止法》第19条第6项中规定,“第2条第1款第4至第9项的不正当行为,如果是由于交易而获得的(在其交易时,不知道或者在没有重大过失未曾得知该商业秘密存在有不正当获取或者不正当披露的行为),在其交易所取得的权限范围内可以继续使用或者披露。”在“陶瓷电容器”一案中,由于开发原告的产品需要3-4个月时间,而被告仅仅在离职40天后就传真两张具有相似技术信息的图纸订购零部件,因此被告根本不具备自行开发的时间,也没有合理获得商业秘密的来源。另外,从逻辑上判断,专门从原告电脑中改变字体打印两张图纸,不如花15分钟将涉案6000张图纸的电子数据复制在DAT磁带中更为便捷。而且原被告都认定仅仅拥有一部分设计图是没有意义的,如果没有整体的设计图,基本上没有利用价值,因此,根据合理性和逻辑性的判断,依据原告举证的两张图纸,法院认定被告从原告处不正当获取了6000张技术图纸的电子数据。

(4)反向工程抗辩。

日本在法律中虽然没有对“反向工程抗辩”

作出规定,但在判例当中有所体现。在“陶瓷电容器事件”一案中,尽管法院通过分析进行反向工程的时间的可能性否定了被告关于反向工程的抗辩,但从中可以看出,法院并没有要求被告提供进行了反向工程的证据。也就是说,如果存在有反向工程的可能性,即便被告不提交相关的证据,也可能适用反向工程抗辩。

2. 第三人明知存在有不正当获取的行为,仍然获取、披露、使用商业秘密。

日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第5项规定,“知道或者因重大过失未能知道有关商业秘密存在不正当的获取行为时仍然获取该商业秘密的行为,以及对该商业秘密的使用或者披露行为”。

在该项行为中,知道或者有重大过失未能知道存在有第2条第1款第4项的不正当获取行为,第三人获得该商业秘密,以及使用、披露该商业秘密的行为。其中的明知或者因重大过失未能得知的“转得”,与第8条的行为是相通的,其主观要件非常重要。日本的《不正当竞争防止法》

中,对于故意和重大过失

的主观方面做出了规定,而大多数国家在刑事立法中,关于主观罪过方面一般只规定了故意,而不处罚过失行为。这里,判断“明知或者因重大过失未能得知”的要件主要是基于对商业秘密交易的安全性的考虑。 如在明知需要保护,而故意没有进行保护;或者交易过程中严重懈怠保密的注意义务,也视为故意。所谓重大过失,是指违反注意义务程度严重的过失,即具有最低注意能力的一般人均可以预见而行为人由于疏忽大意等原因没有预见,没有注意到自己的行为会侵犯他人的商业秘密权。这种注意义务只要求注意到自己的行为可能侵犯他人商业秘密权即可,不要求注意到受侵害的权利人是谁,也不要求知道之前的侵权人是谁。

在“陶瓷电容器事件”一案中,通过被告B供述,被告公司本为休眠公司,被告公司代表与被告A、被告B商量决定,被告公司代表出资,被告A与被告B从原告公司离职,一起从事陶瓷电容器积层机的制造销售活动,并在工商登记处将被告公司的经营范围中加入“电子零部件制造机器的企画开发、设计、加工、销售及进出口”,以及“电子零部件制造机器的租赁、租借及咨询”等内容。之前与精密机械的制造无关系的被告公司代表,在与被告A与被告B接触后,开始出资生产陶瓷电容器积层机及印刷机的制造销售活动。另外,通过辩论得知,陶瓷电容器积层机及印刷机的顾客群限于陶瓷电容器的生产厂家,是一种特殊的机器,为此被告也供述因为要销售给原告的客户,所以不锈钢板的形状是相同的。通过以上的事实与证据可以推断,被告A及被告B对被告公司代表表示,可以利用原告公司的商业秘密的电子数据在短时间内生产出与原告公司相同的陶瓷电容器积层机及印刷机,然后将其销售给原告客户即可获利,并希望被告公司出资,被告公司则应其要求进行了出资。因此认定,被告公司在明知道被告A及被告B在没有经过原告公司的允许下以不正当手段复制获得了原告公司的商业秘密,即判断被告公司作为第三人在该案过程中具有恶意成分。

3. 事前未知,事后得知该商业秘密存在有不正当获取行为时,仍恶意使用、披露的行为。

日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第6项中规定:“在取得有关商业秘密之后,知道或者因重大过失未能知道该商业秘密已经存在不正当获取行为,而使用或者披露该商业秘密的行为”属于不正当竞争行为。也就是说,第三者在获取商业秘密的时候对于存在有不正当获取行为的事实不知晓,或者在该认知过程中并无重大过失,但获取后,在明知或者由于重大过失未能得知存在有不正当获取行为的事实下,仍然使用或者披露该商业秘密的行为。由于要证明在商业秘密获取时存在有明知或者重大过失未能得知的事实非常困难,所以该条通过对事后的不正当竞争行为进行规定,可以弥补此处的举证难题。

比如,当侵犯人利用商业秘密实施侵犯行为的时候,商业秘密所有人对其进行警告、或者通过诉状的传达、抑或商业间谍的媒体报道等,都可以作为事后得知的证据。该条与第2条第1款第4项和第5项不同,是针对商业秘密获取后的不正当竞争行为,该条中的不正当竞争行为只有“使用”和“披露”,而没有“获取”。

(二)通过正当途径获取商业秘密,但不正当披露的行为。

1. 不正当目的的使用和披露行为(信义规则违反)。

《不正当竞争防止法》第2条第1款第7项规定:“对保有商业秘密的经营者(以下称‘保有者’)所示商业秘密,以谋求不正当竞争或谋求其他不正当利益为目的,或者出于对保有者加以损害的目的,使用该商业秘密的行为或者披露的行为”属于不正当竞争行为。

侵犯商业秘密的第四种类型,是指商业秘密获取的行为本身并不存在不正当手段,但将该商业秘密用于不正当目的的使用与披露行为。也就是说,将商业秘密所有人所拥有的商业秘密用于谋取不正当的利益,或者以损害他人为目的(统称为图利加害目的)的使用、披露行为。在该类型中,“图利加害目的”是一个主观要件,其中包括两方面的内容:一是不正当目的的使用、披露行为;二是违反法律规定的保密义务的使用、披露行为。也就是说,不仅包括指违反所有人所示的商业秘密的保密约定,背信弃义的行为,还包括类似的恶意使用与披露行为。

另外,在竞业禁止义务方面,尽管没有明文规定,日本学者通常认为,离职后诚信原则仍存在,不能妨碍员工的正常经济性及社会性活动。

因此,在日本实务中,一般会在合理范围内通过雇佣合约对竞业禁止进行明文约定,而竞业禁止条约是否有效通常会在法院判断“是否在合理范围内”才能最后定夺。法院判断竞业禁止时所考虑的因素通常包括:雇主是否是基于合法正当的利益之上约定竞业禁止义务条款的;是否是当事人真实意图的体现;竞业禁止的期限,地域范围以及雇员是否会因此遭受损失,或者其生计是否会受到影响;以及竞业禁止的约定对社会造成的影响如何等。如果法院经过衡量,发现该竞业禁止条款是双方真实意图的体现,对雇员并没有带来损失,雇佣人要求保护的利益是合理的,而且并没有违反任何公序良俗,那么通常会认为该约定是有效。否则就无效。

2. 明知存在有不正当披露行为的获取、使用、披露行为。

日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第8项规定:“知道或者因重大过失未能知道对方是不正当披露商业秘密(包括前项规定的披露行为,以及违反应该保密的法律上的义务而披露商业秘密的行为,以下同)或者其商业秘密已经存在不正当的披露,而获取该商业秘密的行为,以及对商业秘密使用或者披露行为”属于不正当竞争行为。

侵犯商业秘密行为的第五种类型主要是指,在明知或者因为重大过失未能得知存在有第2条第1款第7项所规定的不正当披露行为(包括违反保密约定)后,仍然获取、使用或披露该商业秘密的行为。该条所规定的行为与第2条第1款第5项所规定的行为相同。

3. 事前未知,事后得知该商业秘密存在有不正当披露行为时,仍恶意使用、披露的行为。

日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第9项规定:“在取得商业秘密之后,知道或者因重大过失未能知道对方是不正当地披露商业秘密,或者其商业秘密已经存在不正当的披露,而使用该商业秘密的行为或者披露该商业秘密的行为”

属于不正当竞争行为。

侵犯商业秘密行为的第六种类型主要是指,第三者在获取商业秘密之后,得知或者由于重大过失未能得知该商业秘密存在有不正当披露行为时,仍然使用或者披露所取得商业秘密的行为。

比如,在获取商业秘密之后,受到商业秘密所有人的警告得知该商业秘密存在有不正当披露的时候,仍然继续使用和披露商业秘密的行为。该条所述行为基本上与第6项所述行为相类似,规定的是事后知悉的情况。在该条中没有规定商业秘密的获取行为,另一方面是从保护善意的第三人,确保交易的安全的角度出发,也规定有例外的情况(第11条第1款第6项)。

二、司法实践中的例外原则。

尽管日本《不正当竞争防止法》中对事先不知,但事后知晓该商业秘密存在有不正当获取、披露行为时,仍然使用、披露该商业秘密的行为属于不正当竞争行为进行了规定,但同时,又在第19条第1款第6项中规定,如果是善意且无重大过失通过交易获取商业秘密者,即便转换成为事后知晓的第三人,在其已经获得的权限范围之内,仍然可以继续使用、披露该信息。也就是说,只要在原有的权限范围内的使用和披露,将不成为《不正当竞争防止法》所规定的停止请求、损害赔偿以及刑罚的对象。这是因为日本司法界认为,如果完全依据第2条第1款第6条和第9条的规定,就有可能对使用商业秘密有关的交易活动产生影响,从而使该交易萎缩。虽然并没有规定该交易是有偿还是无偿的,但只要交易者证明“通过正当交易获得”,而且被法院认可该

信息的获得是通过支付一定代价所获得的,即可以在原有的权限范围内继续使用和披露c。 三、启 示。

综上所述,关于日本侵犯商业秘密行为,主要由日本《不正当竞争防止法》第2条第1款第4至第9项的六种行为构成。这六种行为又分别可以分为不正当获取商业秘密的行为以及正当获取后的不正当使用和披露行为两大类。

我国《反不正当竞争法》第10条中规定了商业秘密侵犯行为,其中包括:以盗窃、利诱、胁迫或者其他不正当手段获取权利人的商业秘密;披露、使用或者允许他人使用以前项手段获取权利人的商业秘密;违反约定或者违反权利人有关保守商业秘密的要求,披露、使用或者允许他人使用其所掌握的商业秘密;第三人明知或者应知前款所列违法行为,获取、使用或者披露他人的商业秘密。

对于商业秘密的侵犯行为,与我国《反不正当竞争法》相比,日本《不正当竞争防止法》

中增加了对于善意第三人的规定和法律适用的规定。基于对《TRIPS协定》的理解,其中提到“自然人和法人应有可能阻止由其合法掌握的信息在未得到其同意的情况下,被以违反诚信商业做法的方式泄露、获得或使用”,可以看出,两国关于侵犯商业秘密的行为的规定都是以《TRIPS协定》关于商业秘密侵犯的内容为基础并进行细化延伸而制定的。

关于两国在第三人侵犯商业秘密行为的规定上的不同,并不是说法律规定的越细致那么该法律就更为完善。

首先,关于两国关于侵犯商业秘密行为都是采用的非穷尽的列举方式,也就是说,无论是中国的法律或者日本的法律,都无法列举所有的不正当行为。判断一个行为是否正当,只有具体到司法实践当中的某一项手段是否正当,通常也应该是根据当时的时代背景,商业伦理结合具体的时间、地点及案情来综合判断的d。

其次,商业秘密保护制度的宗旨在于“制止不正当竞争,维护商业道德”, 也就是说,判断正当与不正当的行为,根本在于商业秘密的价值性上,也就是说商业秘密的所有人为了获得或开发该商业秘密时,花费了相应的努力和精力,从而在市场上占据了一定的优势地位,获得相应的经济利益的回报。而此时如果有竞争者以不正当的手段获取该商业秘密,就可以减少甚至剥夺商业秘密所有者通过自身努力所得来的利益。但只要是竞争者通过独立开发、反向工程等合法途径获得的商业秘密,也可以成为商业秘密的合法所有人。而商业秘密保护制度旨在制止那些通过不正当手段,不劳而获获得商业秘密的行为。

也就是说,如果“没有花费时间和独立的开发商业秘密,那么就是不正当的行为,除非所有人的自动披露或者没有采取合理的措施维护其秘密性”e。

为此,可以认为,日本的法律中,虽然对第三人的事后知晓商业秘密的获得或者披露中存在有不正当的行为,仍然继续披露、使用的行为做了相关规定,但该规定并没有超出《TRIPS协定》规定的不正当行为的范围。

另外,日本司法实践中对侵犯商业秘密认定还有一些值得我国司法实践借鉴之处:

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关键词:电容器;片式钽;高速高密度PCB

电容器作为电路中最基本的元件之一,滤波隔直是它在电路运用中的主要作用。其作用原理是通过电容器的充电和放电的特性来滤除电路的一系列干扰。在实际运用中,电容器诸多基本特性常常会对其在电路中的实际效果造成很大影响,所以探讨对电容器的选择具有十分重要的理论和实际价值。

一、电容器的类型

电容器的种类有很多种,不一样的分类方法也有不一样的结果。根据制造材料和工艺的区别,一般可以分为以下几类:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容、聚丙烯电容、陶瓷电容器、云母电容器等等。这些电容器各有其特点,以满足实际运用中各种不同的需要。

电容器按其应用分类,一般可以分为以下四种常见的应用类型:旁路、滤波、调谐、交流耦合(通交流隔直流,由于电容器阻隔直流信号通过的特性,电容器常用来过滤信号直流的部分,只留下交流的信号,称为交流耦合,用在交流耦合用途的电容器会有较大的电容量,其电容值不需很精确,但在信号交流成分流过时,电容需有较低的感抗值)。

二、不同电路中对电容器的选择

由于片式电容器的寄生电感几乎为零,相对于传统电容器的寄生电感而言有巨大的优势所在,因此,现如今片式电容器的应用相当广泛。在此主要就不同电路中对片式电容器的选择作简单的分析。

1 滤波电路中对片式钽电容器的选择

片式钽电容器作为滤波电路中运用最为广泛的电容器,在电路中过滤掉直流信号中的交流杂波有很好的效果。但是面临具体的选择时,我们一定要注意,电路中可能存在的交流纹波杂波的频率不同,不同阻抗等级的电容器要适合不同的纹波频率滤波要求,所以,为了确保最佳的滤波效果,务必要根据电容器容量和频率以及阻抗大小来选择电容器的种类和电容器阻抗值的高低。

2 脉冲充放电电路中对片式钽电容器的选择

在脉冲充放电电路中,片式钽电容器通常都被用来作电路的二级或次级瞬时电源,该电容器通常都具有较大的容量和较高的额定电压。根据相关的理论,我们得知当电容器的漏电流较大时,其实际的耐压就会下降,绝缘电阻也必然伴随着下降,也可以理解为,实际漏电流更小的电容器的实际耐压将更高,电容器的可靠性也将更好。所以,挑选时选择实际漏电流相对较小的片式钽电容器能很好地保证可靠性达到实际的要求。

三、高速高密度PCB中对电容器的选择探讨

现如今,高速高密度已经成为电子产品发展的不可逆转的趋势。与传统的PCB设计相比较而言,新型的高速高密度的PCB面临着诸多新的挑战,而挑战也意味着机遇。与此相对应的,对于新型的高速高密度PCB所要使用的电容器而言,也有了更多的新要求,传统的电容器已经无法适用于高速高密度的PCB。因此,为了适应新的发展要求,在此很有必要探讨一下新一代及未来电容器发展的一些问题和方向。

1 电容器高频应用时寄生参数的影响

研究表明,高速电路必须按照高速电路来设计才能有效运用。因此,高频性能好以及占有空间的更小是高速高密度PCB环境下对电容器的基本要求。在这之中,寄生参数的影响十分重要,必须切实的考量如何减少寄生参数的影响,尤其是等效串联电阻和等效串联电感。

2 符合高速高密度PCB应用要求的电容器的特点

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    闪光灯是一个用途非常广泛的辅助工具,它是摄影光源的一种,当拍照时,周围环境的自然光源(日光)或人工光源(灯光等)不足的时候,闪光灯就成了弥补这一不足的机动光源。各种相机内置或外加的万次闪光灯,最通用的都是通过振荡和变压器升压,经电容器储存能量,在需要的瞬间释放并感应出高压,激发惰性气体发出脉冲光源,从而获得极强的瞬时功率。

    以高亮度LED为闪光灯源的低压闪光灯的出现,给传统的闪光灯带来一个革命性的变化。低压闪光灯不需要振荡电路、不需要升压变压器和储能大电容器,Flash LED只需要3.5—4.5V的直流电压、100mA的电流就可使其发出2000mcd—3000mcd的高亮度光线,照亮需要辅助光的被摄主体。LED低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小,特别适用于手机、数码相机和手持设备,因此将赢得整个手持影像产品市场的青睐。

    高压闪光灯电路

    目前常用的闪光灯电路大多是高压闪光灯电路,它由振荡电路、升压变压器、储能大电容器、高压线圈、惰性气体闪光灯组成,典型电路图如图1。

    低压闪光灯方案

    低压闪光灯的电路十分经济,主要由升压、稳压的电荷泵、Flash LED(LED闪光灯)、闪光控制开关组成。如图2所示。

    低压闪光灯优势

• 低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小;

• 具备多种闪光灯模式,即自动闪光、脉冲闪光、连续单闪光、消除红眼闪光,还可作为DVC的照明;

• 整个电路主要由电荷泵和Flsah LED组成;

• 不需要高压,省去升压变压器和储能大电容器;

• 高亮度SMD Flsah LED发光能达2000-5000mcd;

• SMD Flsah LED功耗低、不发热、长寿命;

• 电容式电荷泵转换效率高、周边器件少;

• 电荷泵具有SHDN输入端,可接受主机的控制信号,自动操作;

• 所有器件均超小封装,占地面积小,安装成本低;

• 适用于手机、DSC、DVC;

• 适合带拍照功能手机,保护被拍照人隐私需要。

    手机相机闪光灯典型电路

    手机照相机的分辨率为20—100万像素,由于手机的体积都比较小,因此它所能给予安装闪光灯的空间也十分有限,Flash LED的几何尺寸是5X6X2.5mm,以后将会有3X3X2mm的更小封装,电荷泵是SOT-23封装,都是Mini型的,刚好能满足手机设计的要求。

    图3是100-200mA峰值电流的手机照相机闪光灯电路图,它用一颗AAT3110IGU-4.5V的电容式电荷泵,将手机锂电池的电压升压并稳压至4.5V,向一颗EL-61-25UWC Flash LED提供4.5V工作电压、100-200mA峰值电流,FDG335N MOSFET作为闪光开关,峰值电流经它形成回路。电荷泵的输入滤波电容器为10uF,输出滤波电容器为4.7uF,储能电容器为1uF,均选用等效串联电阻(ESR)小的X7R、X5R陶瓷电容器。RB为Flash LED平衡电阻,RF为峰值电流调节电阻,改变这个电阻可以设定峰值电流的大小,见表1 AAT3110IGU-4.5V峰值Flash LED电流试验表所示。图3为闪光前后Flash LED的电流变化图。

    数码相机闪光灯典型电路

    增加Flash LED的数量可以满足数码相机对闪光亮度和闪光距离的不同要求,图4是能提供300-400mA电流的数码相机闪光灯典型电路。一颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵只能提供200mA峰值电流(最大IF=250mA/ 100ms),因此需要二颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵并联才能输出400mA峰值电流;一颗Flash LED的IFP是100mA,因此400mA峰值电流能驱动四颗Flash LED。二颗AAT3110共享CIN 和COUT,可节省PCB空间和成本,第二颗AAT3110 (B) 和闪光门控制共用同一个信号,闪光停闪期间,二极管组成闪光门的RC泄放延迟电路。

    LED闪光灯

    LED闪光灯目前都是一颗LED闪光灯安装五个蓝色LED管芯加上黄磷滤色镜的结构原理来发出白光的,这也是最经济实用的方案;用一颗RGB(红绿蓝)三色管芯LED也是可以合成白光,但一颗RGB LED比一颗LED闪光灯价格贵,红绿蓝三色要分别调控亮度才能合成白光,使用成本较高,只有在需要调节闪光色温和多彩的高级方案中才选用。

    LED闪光灯都带反光罩和透镜,因此在几米的距离内能提供均衡的光线。

    Flash LED的外形图和电路图符号如图5所示。Flash LED的主要技术参数是亮度(IV)、视角、前向电压(VF)、前向电流(IF)、功耗(Pd)、峰值电流IF(Peak)、外形尺寸。表2是常用Flash LED性能表。

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【关键词】计算机通信;正常运行;控制系统措施

1.在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项

1.1 在对计算机通信与控制系统设计和配置时,要注意到系统的结构要紧凑,布局要合理,信号传输要简单直接。

在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上,要充分注意到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施:对大功率器件散热的处理方法;消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装产生的离散电容、离散电感的影响,合理利用辅助电源和去耦电路。

1.2 计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。

计算机通信与控制系统的稳定性,一方面取决于系统本身各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小信号电路和功率推动级电路的级间耦合方面,更要重视匹配关系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力,除系统本身要具有一定的防止外界电磁影响的能力外,还应采取防止外界电磁影响的措施。

1.3 计算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施,应在方案论证与设计时就给予充分考虑。

2.排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响

计算机通信与控制系统的核心就是计算机,计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中,大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化,也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响;电源线或其它电子器件引线过长,在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算机通信与控制系统的影响应采取如下措施:

2.1 提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。

供电电源的功率因数低,对计算机通信与控制系统将产生很大的影响,为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作,供电系统的功率因数不能低于0.9。

2.2 采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。

应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定,无大的波动;系统负载不能过大,感性负载和容性负载要尽可能的少。

2.3 对用电环境恶劣场所采取稳压方法。

对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器,不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。

3.防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响

由于外界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。

3.1 采用磁环方法

3.1.1 用磁环防止传导电流的原理。

磁环是抑制电磁感应电流的元件,其抑制电磁感应电流的原理是:当电源线穿过磁环时,磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻,其阻抗是角频率的函数。

即:Z二f/(ω)

从上式可以看出:随着角频率的增加其阻抗值再增大。

假设Zs是电源阻抗,ZL是负载阻抗,ZC是磁环的阻抗,其抑制效果为:

DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]

从上述公式中可以看出,磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素:一是磁环的阻抗;另一个是电源阻抗和负载的大小。

3.1.2 用磁环抑制传导电流的原则。

磁环的选用必须遵循两个原则:一是选用阻抗值较大的磁环:另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。

3.2 采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流,特别是在高频段具有良好的滤波作用

电源滤波器的选取原则

对于民用产品,应在100KHZ一30MHZ这一频率范围内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据GJBl51/152CE03,在GJBl51/152CE03中规定了传导高频电流的频率范围为15KHZ-50MHZ。

4.抑制直流电源电磁辐射的方法

4.1 利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压

跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率,它的主要作用是,在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其阻抗立即降至很低,允许大电流通过,同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性,脉冲电压被吸收,使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。

4.2 使用无感电容器抑制高频感生电流

俗称“隔直通交”是电容器的基本特性,通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容,将感生电流短路到地,用来消除感生电流带来的影响,使各集成电路芯片之间互不影响。

4.3 利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响

陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器,在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器,会很好起到抑制电磁辐射的作用。

5.防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法

5.1 在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。

磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统,主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率,也就是所选的磁珠不能影响信号的传输,磁珠的大小应与电流相适宜,以避免磁珠饱和。

5.2 在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线,屏蔽外界的电磁辐射。

5.3 在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术,减少前后级之间的互相影响。

5.4 在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线;电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线;模拟信号线与数字信号线分开走线。

6.防止司服系统中执行机构动作回馈的方法

6.1 RC组成熄烬电路的方法

用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上,电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开,用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。

对于直流继电器,可选取:

R=Vdc/IL

C=IL*K

式中,Vdc:直流继电器工作电压。

I:感性负载工作电流。

K二0.5-lЧF/A

对于交流继电器,可选取:

R>0.5*UrmS

C二0.002-0

005(Pc/10) ЧF

式中,Urms:为交流继电器额定电压有效值。

Pc:为交流继电器线圈负载功率。

6.2 利用二极管的单向导电特性

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图1所示电路看起来有点儿像降压型稳压器,并使用一个降压型控制器,但实际上是一种电压型同步回扫电路。在效率高于85%,输入电压范围为36V~60V的情况下,其面向的应用系统在输出电流为2A时要求输出电压为3.3V。这一电路在几种已评估过的技术中似乎是最有希望的,因为其效率和成本优于降压型稳压器和异步回扫电路。

图1,这种同步回扫电路具有很高的效率以及多种输入电压/输出电压比。

LM2743控制器启动之后,从MMBTA06晶体管和6.2V齐纳二极管以及从一个自举线圈获得功率。其EN(启动)输入端是一个提供UVL(低压切断)的比较器,用来防止在28V以下启动。控制器驱动一个损耗比肖特基二极管还低的同步开关,并利用更低的FET导通电阻作为限流检测电阻。在引脚11处的150kΩ电阻器产生一个250kHz的开关频率。由PulseEngineering公司()设计的回扫变压器是一个低成本部件,其初级线圈电感为50mH,线匝比为3:1,尺寸为13(长)×15(宽)×11(高)mm。3:1的线匝比防止初级开关流过满载输出电流,从而使得开关损耗比降压型稳压器小。输出端的小型LC滤波器能使一只10mF陶瓷电容器处理很大的有效(rms)波纹电流,此外,一只低成本铝电容器也能消除波纹并缓冲负载瞬态。

图2,图1所示电路在很宽的输出电流范围内具有高于85%的效率。

图2示出了图1所示电路在三种输入电压和若干种输出电流下的测量数据。左边三条最上方的曲线表示效率;三条较低的曲线表示按右边刻度计量的以W为单位的总损耗。在不加负载的情况下,VOUT波纹的峰-峰值为6mV,在输出电流为4A时上升到20mV。在输出电流为3.5A时,效率迅速下降,这是限流作用造成的。如同任何开关电源,特别回扫电路那样,印制电路板布局非常重要。如果采用四层或更多层的印制电路板,电源平面和接地平面分开,栅极驱动连线短而宽,你就可以获得最佳性能。尽管图1所示电路拟应用于7W单输出系统中,但这种同步回扫电路可适用于更大的功率范围;你只要增加次级绕组,就可轻易地将其扩展成多种输出。增加的输出端既可以使用二极管整流器,也可以使用低栅压驱动器驱动的附加FET。

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关键词 LTC2436;转换器;差分输入

中图分类号:TN792 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0182-01

LTC2436是带有一个集成振荡器的双通道差分输入微功率16位无延迟增量累加模数转换器。它能够提供800nVRMS噪声的性能指标,与VREF值无关。两个差分通道交替转换,通道识别码包含在转换结果中。它采用增量累加技术,提供数字滤波器单次转换中的稳态建立。LTC2436可以通过单只引脚进行配置,可在50Hz和60Hz+2%上获得优于87dB的输入差模抑制。LTC2436转换器可以被广泛用于称重器、直接温度测量、气体分析器、应变仪变换器、仪表、数据采集、工业过程控制等领域。

1 LTC2436转换器硬件功能及性能参数分析

LTC2436差分输入转换器可以接受从0.1 V到VCC的任何外部差分基准电压 ,可灵活实现参数比和远程传感检测配置。全幅差分输入电压范围是从-0.5・VREF到0.5・VREF。共模基准电压VREFCM和共模输入电压VINCM可以分别被设定在GND和VCC之间的任意值。直流共模输入抑制比超过140dB。

1.1 典型应用及引脚功能

VCC (引脚 1):正电源电压。由一个10μF的钮电容器并联0.1μF陶瓷电容器旁路到地 (要尽可能靠近该器件)。

REF+(引脚 2),REF-(引脚 3):差分基准输入。只要保持正基准输入REF+超过负基准输入REF-至少0.1 V,这两个引脚上的电压可以取GND到VCC之间的任何值。

CH0+(引脚 4):差分通道 0 的正输入引脚。

CH0-(引脚 5):差分通道 0 的负输入引脚。

CH1+(引脚 6):差分通道 1的正输入引脚。

CH1-(引脚 7):差分通道 1的负输入引脚。

GND(引脚 8,9,10,15,16):地。多个地引脚内部连接以实现最佳地电流流动和VCC去涌。

CS(引脚 11):低电平有效数字输入引脚。

SDO(引脚 12):三态数字输出引脚。在数据输出阶段,此引脚被用作串行数据输出端。

SCK(引脚 13):双向数字时钟引脚。

FO(引脚 14):频率控制引脚。控制模数转换器的凹陷频率和转换时间的数字输入。

1.2 性能分析

1)当采用内部振荡器时,LTC2436每秒可以输出6.8个读数。实际数据输出速率取决于睡眠和数据输出阶段的长度,这由用户控制,可以做到相当短。 当以外部转换时钟工作时(FO连到一个外部振荡器),LTC2436数据输出速率可以按期望增加。

2)动态基准电流的幅值取决于非常稳定的内部采样电容器尺寸和转换器采样时钟的精确度。在整个温度和电源电压范围内,内部时钟的精确度通常优于0.5%。用外部时钟也能很容易达到这样的指标。当相对稳定电阻(50ppm/C)被用作REF+和REF-的外部源阻抗时,期望的动态电流漂移、偏移和增益误差并不显著(在整个温度和电压范围内大约为他们各自值的1%)。即使对于最严格的应用,一次校准就足够了。

3)LTC2436基准终端的完全差分特性允许从并联网络的四个中心电阻上获得基准电压,使温度变化产生的漂移降至最小。这对于中等精度的传感器(如微型硅质压力和强度传感器)来说是一个理想的基准值。这些器件通常有量级为2%的精度和50 mV到200 mV的输出幅度。

2 软件时序设计分析

LTC2436能在两个差分通道之间自动交替选择并带有一个便于使用的3线串行接口,在上电时通道0被自动选择,之后交替选择两个通道(往复式)。工作过程由三个状态组成。转换器工作循环开始于转换阶段,接下来是低功率睡眠阶段,最后是数据输出阶段。3线接口由串行数据输出(SDO)、串行时钟(SCK)和芯片选择(CS)组成,如下图所示。

通过时序控制CS和SCK引脚,LTC2436可以提供几种灵活的工作模式(内部或外部SCK和自由运行转换模式)。这些不同的模式不需要给配置寄存器编程。

3 结束语

通过对LTC2436硬件电路及相应软件功能分析不难看出,该款双通道无延迟差分输入数模转换器具有优异的AD转换性能,同时也提高了数字信号处理的速度和精度,电路配置简单,应用领域也会越来越广泛。

参考文献

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一、结构陶瓷同金属材料相比,陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3),因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合,如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。

1、氧化物陶瓷主要包括氧化铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝。氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题,原料价格低廉,生产工艺简单。氧化铝和氧化锆具有优异的室温机械性能,高硬度和耐化学腐蚀性,主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高,机械性能显著降低。氧化铝和氧化锆主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。莫来石室温强度属中等水平,但它在1400℃仍能保持这一强度水平,并且高温蠕变速率极低,因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹,因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。它的主要缺点是强度低,无法单独作为受力元件,所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件,并已在陶瓷发动机上得到应用。

2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(SIALON)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起,因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力,并且能把这些性能的大部分保持到高温,这是氧化物陶瓷无法比拟的。但它们的烧结非常困难,必须在极高温度(1500~2500℃)并有烧结助剂存在的情况下才能获得较高密度的产品,有时必须借助热压烧结法才能达到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生产成本一般比氧化物陶瓷高。这些含硅的非氧化物陶瓷还具有极佳的高温耐蚀性和抗氧化性,因此一直是陶瓷发动机的最重要材料,目前已经取代了许多超高合金钢部件。现有最佳超高合金钢的使用温度低于1100℃,而发动机燃料燃烧的温度在1300℃以上,因而普遍采用高压水强制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金钢后,燃烧温度可提高到1400℃以上,并且不需要水冷系统,这在能源利用和环保方面具有重要的战略意义。非氧化物陶瓷也广泛应用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本较高,但高温韧性、强度、硬度、蠕变抗力优异得多,并且刀具寿命长、允许切削速度高,因而在刀具市场占有日益重要地位。它的应用领域还包括轻质无陶瓷轴承、密封件、窑具和磨球等。

3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要区别在于结晶度,玻璃是非晶态而陶瓷是多晶材料。玻璃在远低于熔点以前存在明显的软化,而陶瓷的软化温度同熔点很接近,因而陶瓷的机械性能和使用温度要比玻璃高得多。玻璃的突出优点是可在玻璃软化温度和熔点之间进行各种成型,工艺简单而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能,它利用玻璃成型技术制造产品,然后高温结晶化处理获得陶瓷。工业玻璃陶瓷体系有镁-铝-硅酸盐、锂-镁-铝-硅酸盐和钙-镁-铝-硅酸盐系列,它们常被用来制造耐高温和热冲击产品,如炊具。此外它们作为建筑装饰材料正得到越来越广泛的应用,如地板、装饰玻璃。

二、陶瓷基复合材料复合材料是为了达到某些性能指标将两种或两种以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具备的综合性能。陶瓷材料的最大缺点是韧性低,使用时会产生不可预测的突然性断裂,陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。基于提高韧性的陶瓷基复合材料主要有两类:氧化锆相变增韧和陶瓷纤维强化复合材料。氧化锆相变增韧复合材料是把部分稳定的氧化锆粉末同其他陶瓷粉末(如氧化铝、氮化硅或莫来石)混合后制成的高韧性材料,其断裂韧性可以达到10Mpam1/2以上,而一般陶瓷的韧性仅有3Mpam1/2左右。这类材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常广泛的应用。纤维强化被认为是提高陶瓷韧性最有效和最有前途的方法。纤维强度一般比基体高得多,所以它对基体具有强化作用;同时纤维具有显著阻碍裂纹扩展的能力,从而提高材料的韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料,例如碳化硅长纤维强化的碳化硅基复合材料韧性高达30Mpam1/2以上,比烧结碳化硅的韧性提高十倍。但因为这类材料价格昂贵,目前仅在军械和航空航天领域得到应用。另一引人注目的增强材料是陶瓷晶须。晶须是尺寸非常小但近乎完美的纤维状单晶体,其强度和模量接近材料的理论值,极适用于陶瓷的强化。目前这类材料在陶瓷切削刀具方面已经得到广泛应用,主要体系有碳化硅晶须-氧化铝-氧化锆、碳化硅晶须-氧化铝和碳化硅晶须-氮化硅。

三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、电、热或磁特性的陶瓷,已经具有极高的产业化程度。下面根据性能对几类主要的功能陶瓷作一简介。

1、导电性能陶瓷材料具有非常广泛的导电区间,从绝缘体到半导体、超导体。大多数陶瓷具有优异的电绝缘性,因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体。以晶体管集成电路为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用,最具有代表性的是稳定氧化锆和β-氧化铝。稳定氧化锆仅对氧离子具有传导作用,主要产品有氧传感器(主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度)、氧泵(从空气中获得纯氧)和燃料电池。β-氧化铝仅对钠离子具有传导作用,主要用来制造钠-硫电池,其特点是高效率、对环境无危害和可以反复充电。陶瓷超导体是近10年才发展起来的,它的临界超导转化温度在所有类超导体中最高,已经达到液氮温度以上。典型的陶瓷超导体为钇-钡-铜-氧系列材料,已经在计算机、精密仪器领域得到广泛应用。

2、介电性能大多数陶瓷具有优异的介电性能,表现在其较高的介电常数和低介电损耗。介电陶瓷的主要应用之一是陶瓷电容器。现代电容器介电陶瓷主要是以钛酸钡为基体的材料。当钡或钛离子被其他金属原子置换后,会得到具有不同介电性能的电介质。钛酸钡基电介质的介电常数高达10000以上,而过去使用的云母小于10,所以用钛酸钡制成的电容器具有体积小、电储存能力高等特点。钛酸钡基电介质还具有优异的正电效应。当温度低于某一临界值时呈半导体导电状态,但当温度超过这一临界值时,电阻率突然增加到103~104倍成为绝缘体。利用这一效应的产品有电路限流元件和恒温电阻加热元件。许多陶瓷,如锆钛酸铅,具有显著压电效应。当在陶瓷上施加外力时,会产生一个相应的电信号,反之亦然,从而实现机械能和电能的相互转换。压电陶瓷用途极其广泛,产品有压力传感元件、超声波发生器等。