一、电容命名：NP0、COG及其他类型
1. NP0与COG的命名与识别
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COG（EIA标准）：
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命名规则：
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C：温度系数 0 ppm/℃（Class I介质）
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O：容值偏差 ±30 ppm/℃
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G：温度范围 -55℃ ~ +125℃
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特性：超低损耗（DF < 0.1%），容值几乎不随温度/电压变化。
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NP0（军用标准）：
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命名规则：
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N（负温度系数）与 P（正温度系数）相互抵消，整体温度系数接近 0 ppm/℃。
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特性：与COG电容特性一致，是同一类电容的不同命名体系。
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2. 其他常见命名与含义
| 命名代码 | 温度系数 | 容值变化（-55℃~+125℃） | 介质类型 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| X7R | ±15% | ±15% | Class II | 去耦、滤波（中低频） |
| X5R | ±15% | ±15% | Class II | 通用储能（成本低） |
| Y5V | +22%/-82% | +22%/-82% | Class III | 低成本储能（容值衰减大） |
| Z5U | +22%/-56% | +22%/-56% | Class III | 非关键电路（稳定性低） |
3. 识别方法
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标识代码：
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COG/NP0：直接标注“COG”或“NP0”。
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X7R/Y5V：标有对应代码（如“X7R 104K”表示10nF ±10%）。
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物理特性：
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COG/NP0：通常为米白色，小封装（如0402、0603）。
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X7R/Y5V：多为棕色或深灰色，容值标注较大（如10μF）。
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性能测试：
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温度特性：COG/NP0容值变化 < ±0.3%，X7R变化 ±15%。
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高频损耗：COG/NP0的ESR极低（< 0.1Ω），X7R较高（> 0.5Ω）。
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二、为什么需要多种电容？
1. 电容特性差异
| 电容类型 | 核心特性 | 典型场景 |
|---|---|---|
| COG/NP0 | 超低损耗、高频稳定性（Q值高） | 射频匹配、振荡器、精密计时 |
| X7R/X5R | 中等容量、成本低 | 电源去耦、通用滤波 |
| Y5V/Z5U | 大容量、容值随温度/电压剧烈变化 | 非精密储能（如LED闪烁电路） |
| 电解电容 | 超大容量（μF~F级）、耐压高 | 电源滤波、储能（如开关电源输出） |
| 钽电容 | 体积小、ESR低、极性敏感 | 紧凑型设备电源去耦 |
| 薄膜电容 | 高耐压、低损耗 | 交流滤波、电机驱动 |
2. 不同场景的关键需求
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高频电路：
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需求：低ESR、高Q值（Q = 1/(2πfC·ESR)）。
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选型：COG/NP0陶瓷电容（ESR < 0.1Ω）。
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电源滤波：
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需求：大容量、耐高纹波电流（I_ripple = √(ΔV² / (ESR² + Xc²))）。
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选型：电解电容（低ESR固态电容） + X7R陶瓷电容组合。
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高温环境：
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需求：温度稳定性（如容值变化 < ±5%）。
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选型：X7R（-55℃~+125℃）或高温薄膜电容。
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高压应用：
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需求：耐压 > 1kV（如工控设备）。
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选型：薄膜电容（聚丙烯介质，耐压2kV~5kV）。
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精密电路：
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需求：容值精度高（±1%）、低电压系数。
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选型：COG/NP0或云母电容。
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三、电容选型公式与案例
1. 温度系数计算
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COG电容容值变化：
ΔC = C0 × (TCR × ΔT)
（TCR=0 ppm/℃ → ΔC≈0） -
X7R电容容值变化：
ΔC = C0 × (±15%)（全温度范围内）
2. 高频电路Q值优化
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Q值公式：
Q = 1 / (2πfC × ESR)
（COG电容ESR低 → Q值高，适合射频谐振）
3. 电源滤波设计案例
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需求：12V输出，纹波电压 < 50mV，开关频率500kHz。
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计算容值：
C ≥ I_ripple / (2πfΔV)
假设I_ripple=1A → C ≥ 1A / (2π×500kHz×0.05V) ≈ 6.4μF -
选型：
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选择 10μF X7R陶瓷电容（ESR=0.05Ω）
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并联 100μF电解电容（ESR=0.1Ω）
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四、总结
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电容命名的本质：
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COG/NP0：高精度、高频场景。
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X7R/Y5V：通用场景，成本优先。
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电解/钽电容：大容量、储能需求。
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多类型电容的必要性：
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性能匹配：高频、高温、高压等场景需特定特性。
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成本优化：低要求场景选用低成本电容（如Y5V）。
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可靠性：关键电路需高稳定性电容（如COG/NP0）。
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设计箴言：
“高频选COG，滤波用X7R；
大容电解担，精密云母专。”
