Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

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Elegir el condensador adecuado para su proyecto puede ser un desafío. Debe considerar el tamaño, el rendimiento y el costo de cada uno, así como el tipo de entorno en el que se utilizará. Dos tipos populares son los condensadores X7R y X5R. En este artículo, exploraremos qué los diferencia y explicaremos por qué debería elegir uno sobre el otro. También responderemos algunas preguntas frecuentes y brindaremos consejos útiles para seleccionar el capacitor adecuado para sus necesidades específicas. ¡Entonces empecemos!

Contenido

Conceptos básicos de los condensadores cerámicos

Antes de profundizar en las diferencias entre los condensadores X7R y X5R, primero revisemos algo de terminología básica sobre condensadores.

Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

Un condensador cerámico es un tipo de componente eléctrico que almacena una carga eléctrica.

Consta de dos o más capas de material conductor (normalmente metal) separadas por un material aislante. Esta capa aislante suele estar hecha de un material cerámico, de ahí su nombre. El condensador cerámico es un componente pasivo, lo que significa que no puede producir ni controlar energía por sí solo.

Los condensadores se utilizan en muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos para diversos fines. Se pueden utilizar para almacenar carga eléctrica, filtrar el ruido de las señales, proporcionar retrasos en el tiempo y más. Al seleccionar un capacitor para su proyecto, debe considerar el tamaño, el rendimiento y el costo de cada uno. [3]

Tipos de condensador cerámico

Condensador cerámico de disco

Los condensadores cerámicos están formados por dos placas metálicas separadas por un dieléctrico. Existen varios tipos de condensadores cerámicos, cada uno con sus propias características y aplicaciones. En la mayoría de los casos, el material dieléctrico utilizado es cerámica tipo X7R o X5R. La siguiente sección explica qué significan estos términos y cómo afectan el rendimiento del condensador. [1]

condensador mlcc

MLCC significa condensador cerámico multicapa. Estos condensadores están hechos de múltiples capas de material cerámico, apiladas y luego cocidas en un horno. Este tipo de condensador es muy popular debido a su alto valor de capacitancia en un tamaño de paquete pequeño, así como a su bajo costo y amplio rango de temperatura de funcionamiento. [1]

Condensador pasante

Los condensadores pasantes también son un tipo de condensador cerámico. Estos condensadores tienen dos capas de metal, con el material dieléctrico intercalado entre ellas. Las capas de metal están conectadas a terminales eléctricos, que permiten que las señales «pasen a través de ellas». Los condensadores pasantes se utilizan a menudo en aplicaciones de RF debido a su alta frecuencia de autorresonancia y baja pérdida de inserción. [1]

¿Qué es el condensador X5R?

El condensador X5R también se conoce como condensador cerámico de “temperatura estable”. Se compone de una combinación de dos materiales: un material con una constante dieléctrica alta y un material con una constante dieléctrica baja, que se sinterizan juntos. Esta combinación evita que la capacitancia cambie significativamente cuando se expone a cambios de temperatura o voltaje. Esto permite que el condensador X5R funcione mejor en aplicaciones que requieren estabilidad en un amplio rango de temperaturas o voltajes. [3]

Ventajas del condensador X5R

El condensador X5R es conocido por su estabilidad y fiabilidad. Es un condensador cerámico capaz de soportar altas temperaturas y tiene bajas pérdidas, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren un funcionamiento a largo plazo en el entorno industrial. Este tipo de condensador también ofrece un excelente rendimiento en términos de absorción dieléctrica, lo que lo hace adecuado para su uso en dispositivos médicos donde la seguridad es una prioridad. Además, el condensador X5R tiene una tensión nominal más alta en comparación con sus homólogos, lo que le permite manejar aplicaciones de alta potencia que requieren suministros de bajo voltaje. [3]

Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

Desventajas del condensador X5R

Al comparar el capacitor X5R con el capacitor X7R, es importante comprender las desventajas de los capacitores X5R.

La desventaja más importante de un condensador X5R (u otro condensador de temperatura estable) es su costo. En términos generales, los X5R son más caros que sus homólogos más comunes y esto puede acumularse rápidamente en un circuito grande.

Además, los condensadores X5R tienen valores más pequeños disponibles (en comparación con sus equivalentes X7R) y tienden a ser físicamente más grandes. Esto puede crear limitaciones de espacio, especialmente si trabajas en proyectos de pequeña escala. Además, el mayor coste del condensador X5R también puede hacerlo prohibitivamente caro para algunas aplicaciones. [3]

¿Qué es el condensador X7R?

El condensador X7R es un tipo de condensador cerámico que utiliza un material de óxido como dieléctrico. Tiene una excelente estabilidad de temperatura y puede tolerar cambios de voltaje durante el funcionamiento. Como tal, se utiliza a menudo en aplicaciones donde el condensador debe poder soportar altas temperaturas y cambios de voltaje repentinos o extremos sin perder su capacitancia. El X7R también presenta capacidades de fuga muy bajas y alta resistencia de aislamiento, lo que lo hace ideal para usar en una amplia gama de aplicaciones.

Más específicamente, el condensador X7R se utiliza para derivación, acoplamiento, redes de amortiguación y supresión de ruido acústico. Su coeficiente de temperatura también es relativamente bajo en comparación con otros condensadores cerámicos, por lo que puede ser más confiable en un rango de temperatura más amplio que la mayoría de los otros tipos. [3]

Ventajas del condensador X7R

El condensador X7R es una muy buena opción cuando se trata de rendimiento eléctrico. Tiene un amplio rango de temperatura, alta resistencia de aislamiento, baja absorción dieléctrica y excelente estabilidad de voltaje. También ofrece una gran flexibilidad en tamaño y forma para que pueda encontrar el ajuste perfecto para su proyecto. [3]

Desventajas del condensador X7R

Aunque los condensadores X7R ofrecen una variedad de beneficios, también existen algunos inconvenientes a considerar. La principal desventaja de un condensador X7R es su coeficiente de temperatura relativamente más bajo que otros tipos de condensadores cerámicos. Esto significa que el valor de capacitancia puede cambiar con la temperatura, lo que significa que podría no ser adecuado para su uso en entornos de temperaturas extremas o aplicaciones que requieren valores muy precisos en un amplio rango de temperaturas.

Otra desventaja del condensador X7R es su coeficiente de voltaje relativamente alto, lo que significa que puede no ser adecuado para su uso en aplicaciones que requieren valores muy precisos en un amplio rango de voltaje. Además, los condensadores X7R tienden a tener factores de disipación más altos que otros tipos de condensadores cerámicos, lo que puede provocar mayores pérdidas de energía. [3]

Coeficientes de temperatura cerámica

Los tipos de condensadores X7R y X5R tienen diferentes coeficientes de temperatura. El X7R tiene un coeficiente de temperatura cerámica más alto que el X5R. Esto significa que es más propenso a cambios de capacitancia en un amplio rango de temperaturas, mientras que el X5R es muy estable en rangos de corto plazo. [3]

No todos los X7R son iguales

Los dieléctricos X7R exhiben un grado relativamente alto de cambio de capacitancia con el voltaje aplicado. Como resultado, existen varios estándares industriales para seleccionar X7R con las características de estabilidad deseadas. Por ejemplo, el estándar JIS C5101-1 clasifica los X7R según cómo responden al voltaje y la temperatura nominales: La Categoría 1 proporciona una mejor estabilidad que la Categoría 2, pero puede estar limitada a una clasificación de voltaje más baja.

Los condensadores X7R también pueden variar en su coeficiente de temperatura de capacitancia (TCC) y factor de disipación (DF). El TCC es una indicación de cuánto cambia la capacitancia con la temperatura; esto puede oscilar entre -30% y +85%. El DF, que también se ve afectado por la temperatura, es una medida de la eficiencia con la que se disipa la energía almacenada en el condensador. Las piezas con un DF más bajo tienden a ser más confiables y tienen una mejor estabilidad a largo plazo. [3]

Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

Física>

Un condensador es un componente eléctrico que almacena energía en forma de campo electrostático.

A medida que pasa la corriente, acumula una carga proporcional a la cantidad de corriente presente. Los dos polos (positivo y negativo) del condensador crean un campo eléctrico entre ellos. Este campo eléctrico se puede utilizar para dar forma o manipular el comportamiento de los componentes electrónicos según sea necesario. [3]

Se trata de los dipolos.

Los condensadores X7R y X5R se comparan a menudo por sus similitudes y diferencias. Ambos tipos constan de dos capas dipolares que crean un campo eléctrico. Un dipolo es un par de cargas iguales pero opuestas separadas por una pequeña distancia en el mismo material. Entonces, si bien el campo eléctrico creado entre estos dos dipolos es diferente para cada tipo de capacitor, la estructura física de ambos tipos de capacitores es la misma.

La principal diferencia entre los condensadores X7R y X5R radica en su capacidad para soportar cambios de voltaje a lo largo del tiempo, o «coeficiente de temperatura». El tipo X7R tiene un coeficiente de temperatura relativamente bajo mientras que el tipo X5R exhibe un coeficiente de temperatura más alto. [2]

Diseño e ingeniería con condensadores cerámicos de clase II

Al diseñar y diseñar condensadores cerámicos de clase II, es importante comprender las diferencias entre los materiales dieléctricos X7R y X5R. Ambos tienen ventajas y desventajas que conviene considerar antes de seleccionar uno sobre el otro. La principal diferencia entre estos dos tipos de cerámicas es su coeficiente de temperatura. o «TC», que define cuánto cambia la capacitancia con la temperatura.

X7R tiene un TC de ±15%, lo que significa que su capacitancia cambia +/- 15% cuando la temperatura del ambiente que lo rodea varía entre -55 y +125°C. Sin embargo, X5R tiene un TC más bajo de ±10% en un rango de temperatura extendido de -55 a +85°C. [2]

Cambios de capacitancia con voltaje aplicado

Una de las diferencias más importantes entre los tipos de condensadores X7R y X5R es su estabilidad de capacitancia.

Los condensadores cerámicos X7R son conocidos por exhibir un alto grado de cambio de capacitancia con el voltaje aplicado, que van desde -15% a +30%.

Por otro lado, los condensadores cerámicos X5R tienen una estabilidad de temperatura y voltaje mucho mejor, con un rango de tolerancia de -22% a +80%.

Esto significa que los condensadores X5R son mucho más adecuados para su uso en aplicaciones de alto voltaje que sus homólogos X7R. [2]

Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

Envejecimiento>

Como ocurre con cualquier otro componente electrónico, los condensadores cerámicos también envejecen con el tiempo. Esto puede deberse a varios factores como la temperatura, la humedad y la fatiga vibratoria. La tasa de envejecimiento depende del tipo de condensador utilizado. Los condensadores X7R tienen una mayor tolerancia a la temperatura y otros cambios ambientales que los condensadores X5R. Por tanto, son más fiables a largo plazo y pueden tolerar mayores picos de temperatura. Por otro lado, los condensadores X5R son más estables que los X7R pero tienen un rango menor de temperaturas de funcionamiento. [2]

microfónica

Cuando se trata de la microfónica de los condensadores X7R frente a los X5R, hay algunas diferencias que deben tenerse en cuenta. El tipo X7R tiene una frecuencia de autorresonancia más alta en comparación con el X5R. Esto significa que es menos probable que produzca ruidos audibles cuando se somete a vibraciones o golpes mecánicos. Además, el X7R tiene una mayor resistencia de aislamiento y puede soportar temperaturas más altas que el X5R. [2]

Elegir el condensador adecuado

Cuando se trata de seleccionar el capacitor adecuado para su proyecto, dos de las opciones más populares son los capacitores X7R y X5R. Ambos tipos tienen propiedades, beneficios e inconvenientes únicos. Para asegurarnos de tomar la mejor decisión para su aplicación específica, echemos un vistazo más de cerca a ambas opciones. [2]

Condensador X7R frente a X5R: ¿Cuál es la diferencia?

Preguntas>

¿Puedo reemplazar X5R con X7R?

En términos generales, no. Tienen diferentes coeficientes de temperatura y voltajes nominales. Los X7R son más estables y pueden soportar temperaturas más altas, pero no funcionan bien para aplicaciones que requieren una capacitancia constante en un amplio rango de temperaturas. Por otro lado, los X5R son más adecuados para aplicaciones de baja temperatura porque su capacitancia no cambia mucho con la temperatura. Entonces, si necesita un capacitor que pueda mantener su capacitancia a diferentes temperaturas, un X5R es su mejor opción.

¿Qué significa X5R en condensador?

X5R significa «Pérdida extremadamente baja, temperatura estable». Es un tipo de condensador cerámico que proporciona capacitancia estable en un amplio rango de temperaturas (normalmente de -55 °C a +125 °C). Esto los hace ideales para aplicaciones como fuentes de alimentación e interfaz con circuitos lógicos digitales. También tienen valores bajos de ESR y ESL, lo que los hace buenos para desacoplar, filtrar y omitir.

¿Qué significa X7R en condensador?

X7R significa «Pérdida extremadamente baja, temperatura compensada». Es un tipo de condensador cerámico que proporciona capacitancia estable en un amplio rango de temperaturas (normalmente de -55 °C a +125 °C). Esto los hace ideales para aplicaciones en las que la capacitancia debe permanecer constante sobre la temperatura. También tienen valores bajos de ESR y ESL, lo que los hace buenos para desacoplar, filtrar y omitir.

¿Cuál es mejor: X7S y X7R?

Depende de su aplicación. Los condensadores X7S son más estables que los X7R, pero sólo pueden soportar temperaturas más altas de hasta +125°C. Por otro lado, el X7R puede soportar temperaturas de -55°C a +125°C y proporcionar una mejor compensación de temperatura. Entonces, si necesita un capacitor que pueda mantener su capacitancia en un amplio rango de temperaturas, un X7R es su mejor opción.

¿Es el X8R mejor que el X7R?

No. X8R no es necesariamente mejor que X7R; simplemente tiene un coeficiente de temperatura más alto. En general, se prefieren los condensadores X7R para la mayoría de las aplicaciones porque ofrecen el mejor rendimiento en términos de estabilidad y compensación de temperatura. Sin embargo, si necesita coeficientes de temperatura más altos, un condensador X8R podría ser una mejor opción.

¿Cuál es la temperatura del X5R?

El rango de temperatura para los condensadores X5R suele ser de -55 °C a +125 °C. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de baja temperatura, ya que su capacitancia no cambia mucho con la temperatura.

¿Qué es X5R frente a JB?

X5R y JB son dos tipos diferentes de condensadores cerámicos. X5R significa «Pérdida extremadamente baja, temperatura estable», lo que significa que proporciona capacitancia estable en un amplio rango de temperaturas (normalmente -55 °C a +125 °C). JB significa «Joule-Thompson» y está diseñado para ser un condensador no electrolítico de bajo costo. Es adecuado para aplicaciones en las que la capacitancia debe permanecer constante sobre la temperatura, pero tiene menor estabilidad que un capacitor X5R.

¿Cuál es el rango de temperatura del condensador X5R?

El rango de temperatura para los condensadores X5R suele ser de -55 °C a +125 °C. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de baja temperatura, ya que su capacitancia no cambia mucho con la temperatura.

Vídeo útil: ¿Qué condensadores utilizar… X5R, Y5V, NPO, X7R? ¿O algo mas?

Conclusión

En conclusión, podemos ver que existen algunas diferencias clave entre los condensadores X7R y X5R. Los principales son la estabilidad de la temperatura del X7R, su menor ESR (resistencia en serie equivalente) y una mayor tolerancia a la ondulación del voltaje. El X5R tiene una vida útil mucho más larga que el X7R, pero tampoco es capaz de soportar altas temperaturas ni fluctuaciones de voltaje.

Al decidir qué capacitor usar en una aplicación determinada, es importante considerar tanto las especificaciones técnicas de cada tipo de capacitor como el propósito previsto del circuito. Al comprender en qué se diferencian los condensadores X7R y X5R, los diseñadores pueden tomar una decisión informada en función de sus necesidades.

Con este conocimiento, los ingenieros y diseñadores pueden tomar la decisión correcta para su proyecto, ya sea un capacitor X7R o X5R. Esperamos haber podido arrojar algo de luz sobre el tema para que te sientas más seguro en tu proceso de toma de decisiones.

Referencias

  1. https://www.kemet.com/en/us/technical-resources/heres-what-makes-mlcc-dielectrics- Different.html
  2. https://www.analog.com/es/articulos-tecnicos/variacion-de-temperatura-y-voltaje-capacitor-ceramico.html
  3. https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/capacitors/ceramic-dielectric-types-c0g-x7r-z5u-y5v.php
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