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1、jq1000110的博文 各种电容的特性及其应用 (2007-08-25 15:23) 分类: 电力电子名称:聚酯(涤纶)电容(CL) 符号: 电容量:40p-4u 额定电压:63-630V 主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差 应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路 名称:聚苯乙烯电容(CB) 符号: 电容量:10p-1u 额定电压:100V-30KV 主要特点:稳定,低损耗,体积较大 应用:对稳定性和损耗要求较
2、高的电路 名称:聚丙烯电容(CBB) 符号: 电容量:1000p-10u 额定电压:63-2000V 主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差 应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路 名称:云母电容(CY) 符号: 电容量:10p-0.1u 额定电压:100V-7kV 主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小 应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路 名称:高频瓷介电容(CC) 符号: 电容量:1-6800p 额定电压:63
3、-500V 主要特点:高频损耗小,稳定性好 应用:高频电路 名称:低频瓷介电容(CT) 符号: 电容量:10p-4.7u 额定电压:50V-100V 主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差 应用:要求不高的低频电路 名称:玻璃釉电容(CI) 符号: 电容量:10p-0.1u 额定电压:63-400V 主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度) 应用:脉冲、耦合、旁路等电路 名称:铝电解电容 符号: 电容量:0.47-1
4、0000u 额定电压:6.3-450V 主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大 应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等 名称:但电解电容(CA)铌电解电容(CN) 符号: 电容量:0.1-1000u 额定电压:6.3-125V 主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容 应用:在要求高的电路中代替铝电解电容 名称:空气介质可变电容器 符号: 可变电容量:100-1500p 主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等 应用:电
5、子仪器,广播电视设备等 名称:薄膜介质可变电容器 符号: 可变电容量:15-550p 主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大 应用:通讯,广播接收机等 名称:薄膜介质微调电容器 符号: 可变电容量:1-29p 主要特点:损耗较大,体积小 应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿 名称:陶瓷介质微调电容器 符号: 可变电容量:0.3-22p 主要特点:损耗较小,体积较小 应用:精密调谐的高频振荡回路 独石电容最大的缺点是温度系数很高,
6、做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了. 独石电容的特点: 电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等. 应用范围: 广泛应用于电子精密仪器.各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路. 容量范围: 0.5PF-1UF 耐压:二倍额定电压. 里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型 性能挺好,但容量小,一般小于0.2U,另一种叫 II型,容量大,但性能一般. 就温漂而
7、言: 独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小. 就价格而言: 钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵. 铝电解电容器适用指南 一.电路设计 (4)铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容. (5)对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器.
8、(6)不应使用过载电压 1.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值. 2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内. (9)设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,并应留出2mm以上的空隙. (10)电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电.当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路.
9、,以致生烟或着火.因此在电解电容下面不应有任何线路. (11)设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的下面. 以上只是部分摘抄内容. 特性比较 铝电解电容与钽电解电容 铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波.铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险.与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势.但是,它的工作电压较低.
10、160; 纸介电容和聚酯薄膜电容 其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大.它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波和旁路.使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响. 云母和陶瓷电容 其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定.它适用于电容量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦.但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的. 聚苯乙烯电容器 其串联电阻小,电
11、感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定.它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦. 一 薄膜电容器 1. 在振荡电路,定时电路,延迟电路和滤波器中的应用. 在这几种电路中,要求电容器的电容量具有良好的温度稳定性,保证振荡频率,定时时间,延迟时间具有良好的温度稳定性,此时选用温度系数低的聚碳酸酯介质电容为首选,其温度系数可以接近于零.其次应选用的是复合膜电容器,在国家标准中以CH表示,如国产的CH11复合膜电容器的电容量可以从1nF0.47uF,在市场上很容易找到,采用黄色树脂封装. 如果在温度几乎不变的情况下电容器的选择无特殊的要求,
12、但是一定不能选用第二类陶瓷介质(其电容量随电容器的温度变化太大). 2. 在积分电路中的应用 在积分电路中,积分时间常数是由积分电容器和电阻决定的,通常电阻有良好的温度特性,所以最关键的是要保证电容量的稳定,这一点与前面所述电路没有区别,与它们不同的是,积分电路具有保持功能,因而要电容器的绝缘电阻越高越好,同时要保持积分的准确性,电容器的介质吸收要低.所以,通常积分电路的积分电容器应选择介质吸收低的,然后考虑的是温度系数,绝缘电阻.综合考虑应首选介质吸收最低的聚苯乙丙烯介质电容器. 3. 在采样-保持电路中的应用 在这种电路中的最关键的是电容器的绝缘电阻
13、,应以选择绝缘电阻最高的介质为首选.如果频率较高,还应考虑损耗因数,通常在薄膜电容中,损耗因数均可以满足要求. 4. 作为耦合电容器 既要将交流或脉冲信号“无衰减”的耦合到后级,同时又不能影响后级的直流工作点,因而需要电容器的绝缘电阻要高,通常的聚酯薄膜电容即可满足要求. 二 陶瓷介质电容器 1. I类陶瓷电容器 过去称高频陶瓷电容器,是指介质损耗小,绝缘电阻高,介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容器.它特别适用于谐振回路,以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿. 2. II类陶瓷电容器 过去被称作低频
14、陶瓷电容器,这类电容的比电容大,容量随温度呈非线性变化,损耗较大,常用在电子设备中用于旁路,耦合或用于其他对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中. 陶瓷电容的基本特性:具有较高甚至非常高的介电常数.I类超稳定介质用于高频,但电容量作的不可能很大,通常1206SMD封装的电容从0.5pF到0.01uF.而II类稳定介质对应的电容则可做到2.2uF或再高一些.II类的可用级陶瓷介质材料可达到100uF. 电容器的选择和注意事项(2) 关于陶瓷贴片电容的PCB设计问题. 与引脚元件不同,片状元件面临着一个易受弯曲应力影响的问题,焊接锡量过大会加大机械和热应力,从而导致芯片
15、破损.因此在设计基片时要考虑焊盘的布局和尺寸,以免焊锡量偏多. 主要是在各元件间设有非焊接区,以免出现过多的焊锡.不知道大家对于这个有什么好的想法没有? 独石电容实际也叫集成夹角,因为独石电容里面实际就是一颗SMD贴片(集层陶瓷电容)电容.在某些电路设计中,为解决不使用SMD贴片电容而特别把贴片加工成有引脚的DIP电容,而这种电容便称作"集成夹角"即"独石电容". 而瓷片电容就是一般的陶瓷电容,陶瓷电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质,在电介质的表面印刷电极浆料,经低温烧结制成.
16、陶瓷电容器的外形以片式居多,也有管形、圆片形等形状.而SMD贴片电容即集层陶瓷电容,从字面上解释就是:陶瓷电容的缩小化,多层化的制作工艺.从陶瓷电容演变而来,尺寸有:0201.0402.0603.0805.1206. 进而,独石电容又是从集层陶瓷电容演变而来. 独石电容电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等.陶瓷电容体积大,电压高,稳定性相对差些! 独石电容和陶瓷电容的介质均为陶瓷!聚苯乙烯电容目录简介聚苯乙烯电容器的结构聚苯乙烯电容器的特点编辑本段简介聚苯乙烯电容(polystyrene-film-ca
17、pacitors type:PSR、PSA)是选用电子级聚苯乙烯膜作介质、高导电率铝箔作电极卷绕而成圆柱状,并采成热缩密封工艺制作而成。容量范围(100pF0.01uF),具有负温度系数、绝缘电阻高达100G、极低泄漏电流等特点。应用于各类精密测量仪表;汽车收音机;工业用接近开关、高精度的数模转换电路。编辑本段聚苯乙烯电容器的结构聚苯乙烯电容器属有机薄膜电容器类,其介质为聚苯乙烯薄膜,电极有金属箔式和金属膜式两种。由于聚苯乙烯薄膜是一种热缩性的定向薄膜,故卷绕成形的电容器可以采用自身热收缩聚合的方法做成非密封性结构。对于高精度、需密封的电容器,则用金属或塑料外壳进行灌注封装。用金属膜式电极制作
18、的电容器称为金属化聚苯乙烯薄膜电容器。编辑本段聚苯乙烯电容器的特点聚苯乙烯薄膜电容器具有以下特点: 电容器的容量范围宽.一般为10pF - 2F 。 介质吸?显性很差,绝缘电阻高,电容稳定性好。 金属化聚苯乙烯电容器有良好的自愈能力,但用于高频电路时其损耗角正切值将会增大,绝缘电阻将大大下降。 温度系数小,但耐热性差。 可以制成精密电容器,允许偏差可达± 0.1%。 可以制成高压电容器,最大工作电压可达40kV 。 制作工艺简单,成本低。 聚苯乙烯薄膜电容器适合在环境温度为- 40 +55的条件下工作,可用于高频电路,但金属化聚苯乙烯电容器不宜用于高频和要求高绝缘电阻的场合。各类电容
19、特性一览表2008-09-20 23:26名称铝电解电容器 字串3钽电解电容器有机膜电容器瓷介质电容器独石电容器可变电容器主要特性容量范围大,国外已有IF容量规格的出售,介质损耗和容量误差大,耐高温性能差,有极性之分。 字串7容量较大,介质损耗小,耐压不高,特性比铝电解好,有极性之分。漏电小,售价高。种类较多,如涤纶膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜等。介质损耗小,漏电小,容量范围不大,售价与容量大小和耐压有关。容量范围不大,介质损耗小,容量误差较大,容量50pF以下,有温度补偿作用。售价低。由陶瓷叠片切割而成。体积容量之比小,介质损耗小,容量误差较大,Q值高,工作电压不高。有空气和多元;乙烯膜作介质的
20、可变电容器。容量范围小,介质损耗小,此外尚有容量范围更小的微调电容器。主要用途电源滤波和低频电路用。字串9用于低频电路和时间常数电路。信号耦合,旁路作用,定时电路等,工作频率不高。高频信号旁路和耦合,微分电路,中和作用。信号耦合,信号旁路,有源滤波等用。商频调谐,在高频电路中用作分布电容的调整。铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性 一般情况下,铝电解电容器的铝壳外面都有一个塑料套管。塑料套管的颜色有多种,例如浅蓝色的、橙色的、黄色的等。生产厂家之所以把铝电解电容器的套管制成五颜六色,其目的并非仅仅为了美观,而是具有特定的意义,在选用和更换铝电解电
21、容器时应重视这一特点。现给出常见铝电解电容器的套管颜色与含义如下表所示,供广大的电子爱好者参考。附表:铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性系列特点通用品小型化薄型化低阻抗双极性低漏电用途电压范围容量范围管套颜色MG小型标准品yy一般电路6V3250V0y2210000F黑MT105小型标准品yy高温一电路6V3100V0y221000F橙SM高度为7yyy微型机6V363V0y1190F蓝MG-9高度为9yyy薄型机6V350V0y1470F黑BP双极性品yy极性反转回路6V350V0y47470F浅蓝EP高稳yy定时电路,1650V0y1470F浅蓝定品代替钽电容LL低漏电电流yy定时电路,
22、1050V0y11000F黄小信号电路BPC耐高波纹电流yyy电视机S2550V112F深蓝校正用BPA音质改善用yyyy音频电路2563V110F海蓝HF低阻抗yy开关电路6V363V222200F灰HV高耐压高压电路1604000V1100f西太青蓝不同介质电容的识别 笔者根据收藏的资料,整理出不同介质电容英文字母的标称符号,如附表,以便大家在选购电容器产品和维修时,正确识别。附表字串5钽电解CA复合介质CH铌电解CO漆膜介质CQ铝电解CD云母CY其它电解CE合金电解CG高频瓷介CC纸介CZ低频瓷介CT聚苯乙稀CB涤纶CL聚丙稀C
23、BB玻璃膜CO聚四氟乙稀CBF玻璃釉CI聚碳酸脂CLS金属化纸介CJ用万用表判断电容器质量 视电解电容器容量大小,通常选用万用表的R×10、R×100、R×1K挡进行测试判断。红、黑表笔分别接电容器的负极(每次测试前,需将电容器放电),由表针的偏摆来判断电容器质量。若表针迅速向右摆起,然后慢慢向左退回原位,一般来说电容器是好的。如果表针摆起后不再回转,说明电容器已经击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位,则说明电容器已经漏电。如果表针摆不起来,说明电容器电解质已经干涸推失去容量。
24、; 有些漏电的电容器,用上述方法不易准确判断出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时,根据电解电容器正向充电时漏电电流小,反向充电时漏电电流大的特点,可采用R×10K挡,对电容器进行反向充电,观察表针停留处是否稳定(即反向漏电电流是否恒定),由此判断电容器质量,准确度较高。黑表笔接电容器的负极,红表笔接电容器的正极,表针迅速摆起,然后逐渐退至某处停留不动,则说明电容器是好的,凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电,不能继续使用了。表针一般停留并稳定在50200K刻度范围内。字串2浅谈钽电解电容器
25、160; 钽电解电容器作为电解电容器中的一类。广泛应用于通信、航天和军事工业、海底电览和高级电子装置、民用电器、电视机等多方面。 钽电解电容器是一种用金属钽(a)作为阳极材料而制成的,按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种,在钽粉烧结式钽电容中,又因工作电解质不同,分为固体电解质的钽电容和非固体电解质的钽电容。其中,固体钽电解电容器用量大,如CA型、CA42型等。 钽电解电容器的外壳上都有CA标记,但在电路中的符号与其它电解电容器符号却是一样。最常见的钽电容结构外形如上图所示。
26、60; 钽电解电容和铝电解电容相比有下述优点。 1.体积小 由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉,而且钽氧化膜的介电常数比铝氧化膜的介电常数高17,因此钽电容的单位体积内的电容量大。 .使用湿度范围宽 一般钽电解电容器都能在50100的温度下正常工作,虽然铝电解也能在这个范围内工作,但电性能远远不如钽电解。 3.寿命长、绝缘电阻高、漏电流小 钽电解电容器中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀,而且长时间工作能保持良好的性能。
27、 .阻抗频率特性好 对频率特性不好的电容器,当工作频率高时电容量就大幅度下降,损耗(tg)也急剧上升。但固体电解电容器可工作在50kHz以上。钽电容随频率上升,也要出现容量下降现象,但下降幅度较小,有资料表明,工作在10kHz时钽电容容量下降不到20,而铝电解电容容量下降达40。 5.可靠性高 钽氧化膜的化学性能稳定,又因钽阳极基体Ta2O5能耐强酸、强碱,所以它能使用固体或含酸的电阻率很低的液体电解质,这就使得钽电解的损耗要比铝电解电容小,而且温度稳定性良好.电源模块电路中电容的应用所谓通信电源模块电容,就是
28、容纳和释放电荷的电子元器件。 电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。 另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成。 作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种: 1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用 应用于电源电路,实现旁路、去藕、 1)旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小 型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负 载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连 接处在通过
29、大电流毛刺时的电压降。 2)去藕 去藕,又称解藕。从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果开关电源负载电容 比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大, 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生 反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。去藕 电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电 容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频 开关电源
30、的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。 高频旁路电容一般比较小, 根据谐振频率一般是 0.1u, 0.01u 等, 而去耦合电容一般比较大, 10uF 或者更大, 是 依据电路中分布参数, 以及驱动电流的变化大小来确定。 总的来说旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰 信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3)滤波 从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过 1uF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容 量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电
31、容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高 频阻低频。 电容越大低频越容易通过, 电容越小高频越容易通过。 具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频, 小电容(20pF)滤高频。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化,频 率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。 在通信电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解 电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中,为了防止 电路各
32、部分供电电压因负载变化而产生变化,所以在通信电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十 至数百微法的电解电容由于大容量的电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉冲干扰信号不能有效地 滤除,故在其两端并联了一只容量为 0.001-0.lpF 的电容,以滤除高频及脉冲干扰 4)储能 储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额 定值为 40450VDC、电容值在 220150 000uF 之间的铝电解电容器(如 EPCOS 公司的 B43504 或 B43505)是较为常用的。根据不同的通信电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过 1
33、0KW 的开关电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。 2、应用于信号电路,主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用: 应用于信号电路,主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用: 1)去耦 举个例子来讲,晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻,它同时又使信号产生压降反馈到输入端 形成了输入输出信号耦合,这个电阻就是产生了耦合的元件,如果在这个电阻两端并联一个电容,由于适 当容量的电容器对交流信号较小的阻抗,这样就减小了电阻产生的耦合效应,故称此电容为去耦电容。 2)振荡/同步 包括 RC、LC 振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。 3)时间常数 这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当
34、输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐 上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性通过下面的公式描 述: i = (V/R)e-(t/CR) 最后说下电解电容的使用注意事项: 1. 电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接。在电源电路中,输出正电压时电 解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地当电源电路 中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波作用大大降低,一方面引起电源输出电压波动,另一方 面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热当反向电压超过某值时,电容的反向漏 电电阻将变得很小,这样通电工作不
35、久,即可使电容因过热而炸裂损坏 2. 加在电解电容两端的电压不能超过其允许工作电压,在设计实际电路时应根据具体情况留有一定 的余量,在设计稳压电源的滤波电容时,如果交流电源电压为 220时变压器次级的整流电压可达 22V,此时选择耐压为 25V 的电解电容一般可以满足要求但是,假如交流电源电压波动很大且有 可能上升到 250V 以上时,最好选择耐压 30V 以上的电解电容。 3. 电解电容在电路中不应靠近大功率发热元件,以防因受热而使电解液加速干涸 4. 对于有正负极性的信号的滤波,可采取两个电解电容同极性串联的方法,当作一个无极性的电容. + 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用 关于滤波电
36、容、去耦电容、 滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1. 去耦电容主要是去除高频如 RF 信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上,芯片附 近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。你可以把总开关电源看作密云水库,我们大楼内的家 家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴 的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个 buffer 的作用。如
37、果微观来看,高 频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件 VCC 到总通信电源有一段距离, 即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗 Zi*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器 件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件 VCC 管脚处放置小电容的原因之一(在 vcc 引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流 分量就从这个电容接地。) 2. 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局 部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地 2.旁路电容和去耦电容的区别
38、去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的 RF 能量。去耦电容还可以为器件提供局部 化的 DC 电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模 RF 能量。这主要是通过产生 AC 旁路消除无意的能量进入 敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能 电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声 对电路构成干扰。 在电子电路中, 去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用, 电容所处的位置不同, 称呼就不一样
39、了。 对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频 杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。 + 大电容并联小电容作用及应用原理 大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容 的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称 ESL)。 电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反,由 于容量小, 因此体积可以做得很小 (缩短了引线, 就减小了 ESL, 因为一段导线也可以看成是一个电感的) , 而且常使用平板电容
40、的结构,这样小容量电容就有很小 ESL 这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量 小的缘故,对低频信号的阻抗大。几 pF,几百 pF 的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个 0.1uF 的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波 电容,越靠近芯片越好) ,因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可 以了。所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。 常使用的小电容为 0.1uF 的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几 pF,几百 pF 的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上
41、并联一个 0.1uF 的电容到地(这个电容叫做退耦电 容,当然也可以当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好) ,因为在这些地方的信号主要是高频信 号,使用较小的电容滤波就可以了.详细解析电源滤波电容的选取与计算 详细解析电源滤波电容的选取与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻 扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电 感串联在负载上,可滤去交流纹波.。 电容滤波属电压滤波, 是直接储存脉动电压来平滑输出电压, 输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电
42、流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压 有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了 好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的 高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为 50Hz;而高 频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千 Hz 到几万 Hz。当我们将低频 滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时
43、内阻较大,等效 电感较高。 因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。 而较高的温度将使电容内部 的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用 4.7u,用于滤低频,二级用 0.1u,用于滤高频,4.7 uF 的电容作用是减小输出脉动和低频干扰, 0.1uF 的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起 的高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概 100 倍左右。电源滤波,开关电源, 要看你的 ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容 是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤
44、高频干扰,任何器件都可以等效成 一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最 小,所以滤波最好! 电容的等效模型为一电感,一电阻和电容的串联, 电感为电容引线所至,电阻代表电容的有功功率损耗,电容 因而可等效为串联回路求其谐振频率, 串联谐振的条件为 WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式 子 f = 1/(2pi* LC),串联回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到 滤波效果引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是为 10n左右, 取决于需要接地的频率。 采用电容滤波设计需要考虑参数: ESR ESL 耐压值 谐振
45、频率记性不好,总是记不住电容的名字。贴这里方便随时查看所有图片均来自互联网 瓷片电容: 独石电容:容量范围:0.5PF-1UF 耐压:二倍额定电压 主要特点:电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好,温度系数很高应用范围:广泛应用于电子精密仪器,各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。 独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,I型性能挺好,但容量小,一般小于0.2U,另一种叫II型,容量大,但性能一般。 聚丙烯(CBB)电容:电容量:1000p-10u&
46、#160;额定电压:63-2000V 主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差 应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路 聚苯乙烯(CB)电容:电容量:10p-1u 额定电压:100V-30KV 主要特点:稳定,低损耗,体积较大 应用:对稳定性和损耗要求较高的电路 聚酯(涤纶)电容(CL):电容量:40p-4u 额定电压:63-630V 主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差 应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路 &
47、#160; TPC校正电容:TPC电容是金属化聚酯膜电容的一种,也通常称之为MINI-BOX电容,CL233X电容等,是金属化聚酯膜作电介质/电极卷绕而成,导线采用镀锡铜包钢线单向引出,矩型阻燃塑料外壳和阻燃环氧树脂封装。具有体积小,重量轻,容量范围广,比率容量大、良好的自愈性,使用寿命长、适用于直流和VHF级信号的隔直流、旁路、耦合、滤波等,特别适用于彩电,程控交换机、音响、功放等。 云母电容(CY):电容量:10p-0.1u 额定电压:100V-7kV 主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小 应用:高频
48、振荡,脉冲等要求较高的电路 玻璃釉电容(CI):电容量:10p-0.1u 额定电压:63-400V 主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度) 应用:脉冲、耦合、旁路等电路 高频瓷介电容(CC):电容量:1-6800p 额定电压:63-500V 主要特点:高频损耗小,稳定性好 应用:高频电路 低频瓷介电容(CT):电容量:10p-4.7u 额定电压:50V-100V 主要特点:体积小,价廉,损耗大
49、,稳定性差 应用:要求不高的低频电路 空气介质可变电容器:可变电容量:100-1500p 主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等 应用:电子仪器,广播电视设备等 薄膜介质可变电容:可变电容量:15-550p 主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大 应用:通讯,广播接收机等 薄膜介质微调电容器:可变电容量:1-29p 主要特点:损耗较大,体积小 应用:收录机,电子仪器等电路作电路
50、补偿 陶瓷介质微调电容器 :可变电容量:0。3-22p 主要特点:损耗较小,体积较小 应用:精密调谐的高频振荡回路 铝电解电容:电容量:0.47-10000u 额定电压:6.3-450V 主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大 应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等 钽电容(CA):电容量:0.1-1000u 额定电压:6.3-125V 主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容 应用:
51、在要求高的电路中代替铝电解电容 铌电容(CN) : 法拉电容(超级电容):法拉电容器的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大,对外表现和电池相同,因此也有称作“电容电池”。法拉电容器属于双电层电容器,它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种,其基本原理和其它种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。它具有以下特点:(1)充电速度快,充电10秒10分钟可达到其额定容量的95以上;(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达150万次,没有“记忆效应”;(3)大电流放电能
52、力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率90%;(4)功率密度高,可达300W/KG5000W/KG,相当于电池的510倍;(5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;(6)充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;(7)超低温特性好,温度范围宽-40+70;(8)检测方便,剩余电量可直接读出;(9)容量范围通常0.1F-1000F 。 各种电容的比较 铝电解电容与钽电解电容 铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感。它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于2
53、5kHz)的场合,可用于低频滤波。铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险。 与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是,它的工作电压较低。 纸介电容和聚酯薄膜电容 其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大。它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波和旁路。使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响。 云母和陶瓷电容 其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定。它适用于电容
54、量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦。但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的。 聚苯乙烯电容器 其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦。就温漂而言,独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小。就价格而言,钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,价格也稍贵。各种电容的优缺点
55、160; 极性 名称
56、60; 制作
57、; 优缺点 无 无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感,高频特性好,体积较小。不适合做大容量,
58、160; &
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