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電容特性及使用方法 - 電容結(jié)構(gòu)分類及使用方法

2017年11月30日 18:54 整理 作者: 用戶評(píng)論(0

  電容特性參數(shù)

  標(biāo)稱電容量

  標(biāo)志在電容器上的電容量。但電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量是有偏差的,精度等級(jí)與允許誤差有對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí),電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí),根據(jù)用途選取。電解電容器的容值,取決于在交流電壓下工作時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗,隨著工作頻率、溫度、電壓以及測(cè)量方法的變化,容值將有變化。

  額定電壓

  在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓的有效值,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器將被擊穿,造成損壞。在實(shí)際中,隨著溫度的升高,耐壓值將變低。

  絕緣電阻直流電壓加在電容上,產(chǎn)生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時(shí),主要取決于電容的表面狀態(tài);容量》0.1μF時(shí),主要取決于介質(zhì)。絕緣電阻越大越好。

  損耗

  電容在電場(chǎng)作用下,在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。損耗與頻率范圍、介質(zhì)、電導(dǎo)、電容金屬部分的電阻等有關(guān)。

  頻率特性

電容結(jié)構(gòu)分類及使用方法

  隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。當(dāng)電容工作在諧振頻率以下時(shí),表現(xiàn)為容性,當(dāng)超過其諧振頻率,表現(xiàn)為感性,此時(shí)就不是一個(gè)電容而是一個(gè)電感了。所以一定要避免電容工作于諧振頻率以上。

  常見電容的使用方法

  作為無源元件之一的電容,其主要應(yīng)用在以下幾個(gè)領(lǐng)域。

  電源電路

  應(yīng)用于電源電路,實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲(chǔ)能的作用。

  旁路電容電路

電容結(jié)構(gòu)分類及使用方法

  旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進(jìn)行放電。

  為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。

  地彈是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。

  去耦電容電路

電容結(jié)構(gòu)分類及使用方法

  去藕電容,又稱解藕。從電路來說,總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大,驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電,才能完成信號(hào)的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候,電流比較大,這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(huì)產(chǎn)生反彈),這種電流相對(duì)于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì)影響前級(jí)的正常工作,這就是所謂的“耦合”。

  去藕電容就是起到一個(gè)“電池”的作用,滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。

  高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是10μF或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象,而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象,防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。

  濾波從理論上(即假設(shè)電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1μF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過,電容越小高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比作“水塘”。

  由于電容的兩端電壓不會(huì)突變,由此可知,信號(hào)頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個(gè)水塘,不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程。

  儲(chǔ)能型電容器通過整流器收集電荷,并將存儲(chǔ)的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150000μF之間的鋁電解電容器(如EPCOS公司的B43504或B43505)是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求,器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式,對(duì)于功率級(jí)超過10KW的電源,通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

  應(yīng)用于信號(hào)電路,主要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的作用

電容結(jié)構(gòu)分類及使用方法

  耦合舉個(gè)例子來講,晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻,它同時(shí)又使信號(hào)產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合,這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件,如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容,由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào)較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),故稱此電容為去耦電容。

  振蕩/同步包括RC、LC振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。

  時(shí)間常數(shù)這就是常見的R、C串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號(hào)電壓加在輸入端時(shí),電容(C)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻(R)、電容(C)的特性通過下面的公式描述:i=(V/R)e-(t/CR)

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( 發(fā)表人:羅勇杰 )

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