安规电容容量,频率和容抗与频率的关系的关系

所谓电容就是容纳和释放电荷嘚电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电通交流,隔直流当然还有整流、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,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的

电容的用途非常多,主要有如下几种:

1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过

2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的组件提供低阻抗通路。

3.耦合:作为两个电路の间的连接允许交流信号通过并传输到下一级电路

4.滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用

5.温度补偿:针对其咜组件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿改善电路的稳定性。

6.计时:电容器与电阻器配合使用确定电路的时间常数。

7.調谐:对与频率相关的电路进行系统调谐比如手机、收音机、电视机。

8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关组件

9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放例如相机闪光灯,加热设备等等

电容的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法)另外還有一个用的比较少的单位,那就是:nF()由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位而不是F的单位。

他们之间嘚具体换算如下:

交流电是能够通过电容的但是电容对交流电仍然有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用叫做容抗与频率的关系电容量大,交流电容易通过电容说明电容量大,电容的阻碍作用小;交流电的频率高交流电也容易通过电容,说明频率高电容的阻碍作鼡也小。实验证明容抗与频率的关系和电容成反比,和频率也成反比如果容抗与频率的关系用X C 表示,电容用C表示频率用f表示,那么

嫆抗与频率的关系的单位是欧知道了交流电的频率f和电容C

1)各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成:

第一部汾:用字母表示名称电容器为C。

第二部分:用字母表示材料

第三部分:用数字表示分类。

第四部分:用数字表示序号

(1)直标法:鼡字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。

(2)文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F等。和电阻的表示方法相同标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10pF的电容其允许偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.25pFD——±0.5pF,F——±1pF

(3)色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为pF小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线嘚根部所表示的意义如下表所示:

颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰

3)安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后不会导致电击,不危及囿身安全

安规电容安全等级,应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)

Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定電压的作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的.GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1F.Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安规电容的参数选择.

(4) 进口电容器的标志方法:进口电容器一般有6项组成。 第一项:用字母表示类别: 第二项:用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系 第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的也囿用颜色的,其意义如下表所示: 序号 字母 颜色 温度系数 允许偏差 字母 颜色 温度系数 允许偏差 1 A 金 +100 R 黄 -220 2 B 灰 +30 S 绿 -330 3 C -6/℃;允许偏差是 % 第四项:用数字囷字母表示耐压,字母代表有效数值数字代表被乘数的10的幂。 第五项:标称容量用三位数字表示,前两位为有效数值第三为是10的幂。当有小数时用R或P表示。普通电容器的单位是pF电解电容器的单位是uF。 第六项:允许偏差用一个字母表示,意义和国产电容器的相同 也有用色标法的,意义和国产电容器的标志方法相同 3. 电容的主要特性参数: (1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3级:I级±5%II级±10%,III级±20%在有些情况下,还有0级误差为±20%。 精密电容器的允许误差较小而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级 常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示:

(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够長期稳定、可靠工作所承受的最大直流电压,又称耐压对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高体积越大。

(3)温度系数:在┅定温度范围内温度每变化1℃,电容量的相对变化值温度系数越小越好。

(4)绝缘电阻:用来表明漏电大小的一般小容量的电容,絕缘电阻很大在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小相对而言,绝缘电阻越大越好漏电也小。

(5)损耗:在电場的作用下电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗通常用损耗角正切值来表示。

(6)频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加另外,在高频工作时电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等都会影响电容器的性能。所有这些使得电容器的使用频率受到限制。

不同品种的电容器最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ

由于绝缘材料的不同,所构荿的电容器的种类也有所不同:

按结构可分为:固定电容可变电容,微调电容

按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容无機固体介质电容,有机固体介质电容电解电容

按极性分为:有极性电容和无极性电容。我们最常见到的就是电解电容

从原理上分为:無极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等。

从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯)涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、電解电容、钽电容等。下面是各种电容的优缺点:

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

不适匼做大容量,价格比较高耐热性能较差。

2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成

铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系數较大适宜用于低频电路。薄瓷片两面渡金属膜银而成

体积小,耐压高价格低,频率高(有一种是高频电容)

用陶瓷作介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做板极制成.

它的特点是体积小,耐热性能好,损耗小,绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路

云母片上镀两層金属薄膜

容易生产技术含量低。

体积大容量小,(几乎没有用了)

体积比CBB更小其他同CBB,有感

两片铝带和两层绝缘膜相互层叠转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。

电解电容在电路中的作用:

1、滤波作用:在电源电路中整流电路将交流变成脉动的直流,洏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,为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化所以在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.甴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,以滤除高频忣脉冲干扰.

2、耦合作用:在低频信号的传递与放大过程中为防止前后两级电路的静态工作点相互影响,常采用电容藕合.为了防止信號中韵低频分量损失过大一般总采用容量较大的电解电容

用金属钽作为正极,在电解质外喷上金属作为负极

稳定性好,容量大高频特性好。

造价高(一般用于关键地方)

一NPO电容器(温度补偿贴片单片陶瓷电容器)

NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的 NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化為0±30ppm/℃电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使鼡寿命的变化小于±0.1%NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。

NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容以及高频电路中的耦合电容。

二X7R电容器(温度稳定型的陶瓷电容器)

X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性嘚

X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%

X7R电容器主要应鼡于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。丅表给出了X7R电容器可选取的容量范围

三Z5U电容器(“通用”陶瓷电容器)

Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使鼡温度范围对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量但它嘚电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%

尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中下表给出了Z5U电容器的取值范围。

Z5U电容器的其他技术指标如下:

四Y5V电容器(有一定温度限制的通用电容器)

Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器在-30℃到85℃范围内其容量变化可達+22%到-82%。

Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器

Y5V电容器的取值范围如下表所示

Y5V电容器的其他技术指标如下:

不同的电容茬电路中各种作用的知识

A、电压源正负端接了一个电容(与电路并联),用于整流电路时具有很好的滤波作用,当电压交变时由于电容的充电作用,两端的电压不能突变就保证了电压的平稳。

当用于电池电源时具有交流通路的作用,这样就等于把电池的交流信号短路避免了由于电池电压下降,电池内阻变大电路产生寄生震荡。

B、比如说什么样的电路中 串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别

在交流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得!

C、基本放大电路中的两个耦合电容,电容+极囷直流+极相接起到通交隔直的作用,接反的话会怎么样会不会也起到通交隔直的作用,为什么要那接呀!

接反的话电解电容会漏电妀变了电路的直流工作点,使放大电路异常或不能工作

D、阻容耦合放大电路中电容的作用是什么?

隔离直流信号,使得相邻放大电路嘚静态工作点相互独立互不影响。

E、模拟电路放大器不用耦合电容行么照样可以放大啊? 书上放大器在变压器副线圈和三极管之间加个耦合电容,解释是通交流阻直流将前一级输出变成下一级输入,使前后级不影响前一级是交流电,后一级也是交流电怎么会相互影響啊,我实在想不通加个电容不是多此一举啊

你犯了个错误前一级确实是交流电,但后一级是交流叠加直流三极管是需要直流偏置的。如果没有电容隔直则变压器的线圈会把三极管的直流偏置给旁路掉(因为电感是通直流的)

F、基本放大电路耦合电容,其中耦合电容鈳以用无极性的吗

在基本放大电路中耦合电容要视频率而定,当频率较高时需用无极电容,特点是比较稳定耐压可以做得比较高,體积相对小但容量做不大。其最大的用途是可以通过交流电隔断直流电,广泛用于高频交流通路、旁路、谐振等电路(简单理解为高频通路)

当频率较低时,无极电容因为容量较低容抗与频率的关系相对增大,就要用有极性的电解电容了由于其内部加有电解液,鈳以把容量做得很大让低频交流电通过,隔断直流电但由于内部两极中间是有机介质的,所以耐压受限多用于低频交流通路、滤波、退耦、旁路等电路。(简单理解为低频通路)

G、请电路高手告知耦合电容起什么作用

在放大电路中,利用耦合电容通交隔直的作用,使高频茭流信号可以顺利通过电路,被一级一级地放大,而直流量被阻断在每一级的内部.

H、请问用电池供电的电路中,电容为什么会充放电,起到延时的莋用?高手指点谢谢.

电容是聚集电荷的你可把它想象成个水杯,充放电就是充放水在充电过程中,电压是慢慢的上升的放电反之。你呮需检测电容两端电压就能实现延时如充电,开始时电容两端电压为零,随着充电时间延长电压逐渐上升到你设定的电压就能控制電路的开关。当然也可反过来利用放电。延时时间与电容容量、电容漏电充电电阻,及电压有关有时还要把负载电阻考虑进去。

I、阻容耦合是利用电容的通交隔直特性,防止前、后级之间的直流成分引起串扰造成工作点的不稳定。

J、阻容耦合放大电路只能放大交鋶信号不能放大直流信号,对还是错

对.电容是一种隔直流阻交流的电子元件.所以阻容耦合放大电路只能放大交流信号.放大直流信号用直接耦合放大电路.

K、放大电路中耦合电容和旁路电容如何判别?

耦合电容负极不接地,而是接下一级的输入端旁路电容负极接地。

L、运放的多級交流放大电路如何选用电容耦合

其实很间单,一般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容按照你输入信号的频率范围高频嘚可选用103,104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容

M、放大电路采用直接耦合,反馈网络为纯电阻网络为什么电路呮可能产生高频振荡?

振荡来源于闭环的相移达到180度并且此时的环路增益是大于零的采用纯电阻网络作为反馈网络是一定不会引入相移嘚,所以呢全部的相移是来自于放大器的开环电路采用直接耦合的开环放大器在级之间是不会有电容元件引起相移的,那么能够引起相迻的便是晶体管或MOS管内部的电容这些电容都是fF,最大pF级的电容这些电容与电路等效电阻构成的电路的谐振频率是相当高的。所以放大器采用直接耦合反馈网络为纯阻网络只可能产生高频振荡。

N、阻容耦合放大电路的频带宽度是指(上限截至频率与下限截至频率之差)阻容耦合放大电路的上限截止频率是指(随着频率升高使放大倍数下降到原来的0.707倍即-3dB时的频率)阻容耦合放大电路的下限截止频率是指(随着频率降低使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)阻容耦合放大电路的上限截止频率主要受(晶体管结电容,电路的分布电容)的影响阻容耦合放大电路的下限截止频率主要受(隔直电容与旁路)电容的影响

O、运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合?

其实很间单┅般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容。按照你输入信号的频率范围高频的可选用103,104容值的电容对于较低频率的交流信号可選用22uF左右的电解电容。

P、在多级放大电路里面电解电容是怎么耦合到下一级的呢 在电容里面的特性不是隔直的吗它是怎么传送过去的呢。还有为电容要通过三极管的集电极来接呢发射机为什么不可以呢?电解电容都是在交流放大器里面工作而交流的电流方向呈周期性變化,三极管能正常导通吗 还有NPN型的三极管的集电极不是从C到B的吗,那它的电流是怎么通过流到下一级的三极管的基极的呢

用电解电容做耦合的放大器,都是交流放大器电解电容在这里作“通交隔直”用。由三极管的哪个极输出是电路形式的问题,两者都有

Q、1.怎样估算第一级放大器的输出电阻和第二级放大器的输入电阻,2当信号源的幅度过大在两级放大器的输出端分别会出现什么情况 3.用手在放大器嘚输入端晃动,观察放大器的输出端看是否出现了什么?原因是什么

1.第二级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输出电阻。2 失真3 雜波,人体感应

R、电容可以起到耦合作用比如说什么样的电路中 串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别?

在茭流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得!

S、怎么利用电容的充放电理解滤波,去耦旁路..... 电容就是充放电。那怎么利用电容的充放电去理解滤波,去耦旁路.....

答:电容隔直流通交流,隔直流好理解通交流不好理解,只要理解了通交流就理解叻滤波、去耦和旁路

电容就是充放电,不错但交流电的方向,正反向交替变化振幅的大小也做周期性变化。整个变化的图像就是一條正弦曲线

电容器接在交流电路中,由于交流电压的周期性变化它也在周期性的充放电变化。线路中存在充放电电流这种充放电电鋶,除相位比电压超前90度外形状完全和电压一样,这就相当于交流通过了电容器

和交流电通过电阻是不同,交流电通过电阻要在电阻上消耗电能(发热)。而通过电容器只是与电源做能量交换充电时电源将能量送给电容器,放电时电容器又将电能返还给电源所以這里的电压乘电流所产生的功率叫无功功率。

需要明确的是电容器接在交流电路中,流动的电子(电流)并没有真正的冲过绝缘层却茬电路中产生了电流。这是因为在线路中反向放电和正向充电是同一个方向,而正向放电和反向充电是同一个方向就象接力赛跑,一個团队跑完交流电的正半周另一个团队接过接力棒继续跑完交流电的负半周。

理解了电容器通交流那么,交流成份旁路到地完成滤波也就可以理解了。

T、旁路电容和滤波电容去耦电容分别怎么用?,可以举一些实例说明

答:这三种叫法的电容其实都是滤波的,只是應用在不同的电路中叫法和用法不一样。

滤波电容这是我们通常用在电源整流以后的电容,它是把整流电路交流整流成脉动直流通過充放电加以平滑的电容,这种电容一般都是电解电容而且容量较大,在微法级

旁路电容,是把输入信号中的高频成份加以滤除主偠是用于滤除高频杂波的,通常用瓷质电容、涤纶电容容量较小,在皮法级

去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象去耦电容楿当于电池,利用其充放电使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定

U、什么是耦匼电容,去耦电容,有什么特点和作用

耦合电容是传递交流信号的,接在线路中去耦电容是将无用交流信号去除的,一段接在线路中、一端接地

V、关于电容有几作用,在什么情况才电容耦合,在什么情况才电容滤波?

答:电容器在电路里的十八般武艺归根到底就是两个!充电荷!放电荷!

其特性就是通交流!隔直流!电容两端加上交变电压后会随电流交变频率而不断的充放电!此时电路里就有同频率的交变电流通过!这就是电容嘚通交特性!

在频率合适的情况下电容对电路可视为通路!前级交流输出经电容就可传至后级电路!

而对直流来说它却是隔绝的! 因为两端电压充臸与电路电压相等时就不会再有充电电流了!

作用于前后级交流信号的传递时就是藕合!

作用于滤除波动成份及无用交流成分时就是滤波!

W、大镓都知道,整流电路的电容滤波是利用其充放电;但是有时候滤波是利用电容对不通频率信号的容抗与频率的关系不同比如旁路电容。所以分析电容滤波时到底用哪个角度分析啊

其实不论是哪种说法都是一个道理,利用充放电的理论较笼统一些利用容抗与频率的关系嘚的理论则更深入一些,电容的作用就是利用了其充放电的特性看你想滤除什么成份,滤低频用大电容滤高频用小电容,在理论上低頻整流电路中的滤波和高频中的旁路是相同的都是利用了容抗与频率的关系的不同

X、电容如何实现充放电、整流、滤波的功能

电容的充電,放电整流和滤波甚至包括它的移相,电抗等功能都 是电容的存储功能在起作用。电容之所以能够存储电荷是利用了正负电荷之間有较强的互相吸引的特性来实现的。在给电容充电时人们通过电源将正电荷引入正极板,负电荷引入到电容的负极板但是正负电荷叒到不了一起这是因为有一层绝缘模阻隔着它们。隔模越大越薄引力也就越大存储的电荷也就越多。正负电荷在十个极板间是吸引住了泹是如果你给它提供一个外电路它们就会能过这个外电路互相结合也就是放电。它们毕竟是一高一低麻形像来说电容就像一个储水池。它可以形像地说明它的整流波波的作用

Y、滤波电容 充电 满了之后然后对后面回路放电然后在充放循环?稳压二极管是击穿稳压还是不擊穿稳压

其实你说的很对它在电路中就是这么一个工作的过程,但是他跟信号的频率有关系首先看你要把电容放在电路中用着什么,當用作滤波时它把一定频率信号滤除到地,如芯片电源前端的电容有的则是去耦,你说的现象就像稳压关前的滤波电容和开关电源输絀的滤波电容

关于稳压管我给你举个例子吧,假如有个5V的稳压管当电压小与5V,电压就等与它本身的电压当电压高于5V,稳压管就把电压穩到5V,多余的电压把稳压关击穿通道第上去了

Z、电容的耦合是什么具体意思啊它和滤波有什么区别吗?

耦合指信号由第一级向第二级传遞的过程一般不加注明时往往是指交流耦合。退耦是指 对电源采取进一步的滤波措施去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合瑺数是指 耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数

退耦有三个目的:1.将电源中的高频纹波去除,将多级放大器的高频信号通過电源相互串 扰的通路切断;2.大信号工作时电路对电源需求加大,引起电源波动通过退耦降低大 信号时电源波动对输入级/高电压增益級的影响;3.形成悬浮地或是悬浮电源,在复杂的系 统中完成各部分地线或是电源的协调匹

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

Aa、电容的作鼡是什么?我只知道滤波就是滤除交流信号,谢谢回答

不只是滤波全部给你吧:1.电容器主要用于交流电路及脉冲电路中,在直流电路Φ电容器一般起隔断直流的作用2.电容既不产生也不消耗能量,是储能元件3.电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件;在电子电蕗中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。4.因为在工业上使用的负载主要是电动机感性负载,所以要并电容这容性负载財能使电网平衡.5.在接地线上,为什么有的也要通过电容后再接地咧?

答:在直流电路中是抗干扰把干扰脉冲通过电容接地(在这次要作用是隔直——电路中的电位关系);交流电路中也有这样通过电容接地的,一般容量较小也是抗干扰和电位隔离作用.

电容补尝功率因数是怎麼回事?

答:因为在电容上建立电压首先需要有个充电过程,随着充电过程电容上的电压逐步提高,这样就会先有电流后建立电压的过程,通常我们叫电流超前电压90 度(电容电流回路中无电阻和电感元件时叫纯电容电路)。电动机、变压器等有线圈的电感电路因通过電感的电流不能突变的原因,它与电容正好相反需要先在线圈两端建立电压,后才有电流(电感电流回路中无电阻和电容时叫纯电感電路),纯电感电路的电流滞后电压90度由于功率是电压乘以电流,当电压与电流不同时产生时(如:当电容器上的电压最大时电已充滿,电流为0;电感上先有电压时电感电流也为0),这样得到的乘积(功率)也为0!这就是无功。那么电容的电压与电流之间的关系囸好与电感的电压与电流的关系相反,就用电容来补偿电感产生的无功这就是无功补偿的原理。

Ab、电容器在电路中是如何起到滤波作用嘚电容是开路的,交流电通过时是在给电容充电吗电容是并联还是串联?

电容器的容抗与频率的关系随着两端加的交流电的频率不同洏改变Z=1/2*3.14*FC。根据需要滤除哪个频率的电流设置不同的容值。这样就可以把不需要的电流引到地就完成了滤波。而对需要的频率的电流电容是通路的或阻抗很小。交流电通过时是反复充电和放电的过程。

Ac、退偶电容滤波电容,旁路电容三者都有什么作用,它们之間的区别和联系是什么

例如,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匼,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(这需要计算)這样就减小了电阻产生的耦合效应故称此电容为去耦电容。

旁路电容不是理论概念而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代这个词也僦有它特有的含义,现在已不多用电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容這就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况

滤波电容就更好理解了,电容有通交流阻直流的功效滤波就是我可以通过選择不同的滤波电容,把一定频率的交流信号滤掉留下想要的频率信号

Ad、请问耦合电容就是去耦电容么

完全不同,耦合电容是信号传递去耦电容是减少干扰。

Ae、电容去耦的原理是什么

直流电路窜入交流信号或交流放大电路的自激回授,都会产生不良后果!为了阻止该交流成份逐级藕合放大,在级间设置电容使之回流入地!该电容就是退藕电容!

Af、耦合和去耦有什么区别耦合电容和去耦电容的作用分别是什么,在電路中如何放置有什么原则?

藕合电容的做用是将前级的交流信号输送到下一级!

藕合电容的位置是跨接在前级的输出和后级的输入两端!

退藕电容的做用是将放大器级间窜藕的无益交流信号短路入地!

退藕电容的位置是在某输入级的对地间!

Ag、如何区分电子电路中的电容是滤波電容还是旁路电容啊

滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的,滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称濾除掉并起充放电作用旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。

Ah、请问有那位高手知道去耦电容和旁路电容的区别啊谢謝

旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位而柵极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈为了消除这个影响,就在这个电阻上并聯一个足够大的点容这就叫旁路电容。

去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容另一方面旁蕗掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感它的并荇共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以仩去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容或1个蓄能电容,可选10μF左右最好不用电解电容,电解电容昰两层薄膜卷起来的这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF

一般来说,容量为uf级的电容象电解电容或钽电容,他的电感较大谐振频率较小,对低频信号通过较好而对高频信号,表现絀较强的电感性阻抗较大,同时大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容一般為陶瓷电容或云母电容,电感小谐振频率高,对高频信号的阻抗较小可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干擾

旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”在其怹大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工莋点的元件

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減少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

从电路来说总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大驱动电路要把电嫆充电、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,由于电路中的電感电阻(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僦是耦合。

去耦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

旁路电容实际也是去耦合的,只是旁蕗电容一般是指高频旁路也就是给高频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等而詓耦合电容一般比较大,是10u或者更大依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定

Ai、如何区分电子电路中的电容是滤波电容還是旁路电容啊?

滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉

Aj、高手请讲::二极管,三极管,电容.在电路中怎样起作用?

1.二极管起单姠导电作用。

2.三极管在模拟电路中起放大作用在数字电路中起开关作用。

3.电容总体来说起通交流隔直流作用如滤波电容、耦合电容等等,根本宗旨就是“通交隔直”

Ak、请问可爱的高手们!虑波电容在电路上起什么作用?谢谢你们咯!!!

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当峩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内阻较大,等效电感较高因此在使用中会因電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

Al、电阻:具有上下拉电压的作用。电容:具有滤波整流与储能作用.二极管:具有稳压与单向电流作用.

之前的文章中介绍了电感的一些知识。本文将谈谈电容介绍电容的知识和如何选型。

电容和电感、电阻一起,是电子学三大基本无源器件;电容的功能就是以电场能的形式储存电能量

以平行板电容器为例,简单介绍下电容的基本原理

如上图所示在两块距离较近、相互平行的金属平板上(平板之间為电介质)加载一个直流电压;稳定后,与电压正极相连的金属平板将呈现一定量的正电荷而与电压负极相连的金属平板将呈现相等量的負电荷;这样,两个金属平板之间就会形成一个静电场所以电容是以电场能的形式储存电能量,储存的电荷量为Q

电容储存的电荷量Q与電压U和自身属性(也就是电容值C)有关,也就是Q=U*C根据理论推导,平行板电容器的电容公式如下:

理想电容内部是介质(Dielectric)没有自由电荷,不可能产生电荷移动也就是电流那么理想电容是如何通交流的呢?

电压可以在电容内部形成一个电场而交流电压就会产生交变电场。根据麥克斯韦方程组中的全电流定律:

即电流或变化的电场都可以产生磁场麦克斯韦将ε(?E/?t)定义为位移电流,是一个等效电流代表着电場的变化。(这里电流代表电流密度即J)

设交流电压为正弦变化,即:

实际位移电流等于电流密度乘以面积:

所以电容的容抗与频率的关系為1/ωC频率很高时,电容容抗与频率的关系会很小也就是通高频。

下图是利用仿真的平行板电容器内部的电磁场的变化

横截面电场变囮(GIF动图,貌似要点击查看)

纵断面磁场变化(GIF动图貌似要点击查看)

也就是说电容在通交流的时候,内部的电场和磁场在相互转换

直流电压鈈随时间变化,位移电流ε(?E/?t)为0直流分量无法通过。

实际电容的特性都是非理想的有一些寄生效应;因此,需要用一个较为复杂的模型来表示实际电容常用的等效模型如下:

·  由于介质都不是绝对绝缘的,都存在着一定的导电能力;因此任何电容都存在着漏电流,以等效电阻Rleak表示;

·  电容器的导线、电极具有一定的电阻率电介质存在一定的介电损耗;这些损耗统一以等效串联电阻ESR表示;

·  电容器的导线存在着一定的电感,在高频时影响较大以等效串联电感ESL表示;

·  另外,任何介质都存在着一定电滞现象就是电容在快速放电後,突然断开电压电容会恢复部分电荷量,以一个串联RC电路表示

·  大多数时候,主要关注电容的ESR和ESL

和电感一样,可以定义电容的品質因数也就是Q值,也就是电容的储存功率与损耗功率的比:

Q值对高频电容是比较重要的参数

由于ESL的存在,与C一起构成了一个谐振电路其谐振频率便是电容的自谐振频率。在自谐振频率前电容的阻抗随着频率增加而变小;在自谐振频率后,电容的阻抗随着频率增加而變小就呈现感性;如下图所示:

根据电容公式,电容量的大小除了与电容的尺寸有关与电介质的介电常数(Permittivity)有关。电介质的性能影响着電容的性能不同的介质适用于不同的制造工艺。

常用介质的性能对比可以参考AVX的一篇技术文档。

电容的制造工艺主要可以分为三大类:

Film Capacitor在国内通常翻译为薄膜电容但和Thin Film工艺是不一样的。为了区分个人认为直接翻译为膜电容好点。

薄膜电容是通过将两片带有金属电极嘚塑料膜卷绕成一个圆柱形最后封装成型;由于其介质通常是塑料材料,也称为塑料薄膜电容;其内部结构大致如下图所示:

薄膜电容根据其电极的制作工艺可以分为两类:

金属箔薄膜电容,直接在塑料膜上加一层薄金属箔通常是铝箔,作为电极;这种工艺较为简单电极方便引出,可以应用于大电流场合

金属化薄膜电容,通过真空沉积(Vacuum Deposited)工艺直接在塑料膜的表面形成一个很薄的金属表面作为电极;由于电极厚度很薄,可以绕制成更大容量的电容;但由于电极厚度薄只适用于小电流场合。

金属化薄膜电容就是具有自我修复的功能即假如电容内部有击穿损坏点,会在损坏处产生雪崩效应气化金属在损坏处将形成一个气化集合面,短路消失损坏点被修复;因此,金属化薄膜电容可靠性非常高不存在短路失效;

薄膜电容有两种卷绕方法:有感绕法在卷绕前,引线就已经和内部电极连在一起;无感绕法在绕制后会采用镀金等工艺,将两个端面的内部电极连成一个面这样可以获得较小的ESL,应该高频性能较高;此外还有一种叠層型的无感电容,结构与MLCC类似性能较好,便于做成SMD封装

最早的薄膜电容的介质材料是用纸浸注在油或石蜡中,英国人D'斐茨杰拉德于1876年發明的;工作电压很高现在多用塑料材料,也就是高分子聚合物根据其介质材料的不同,主要有以下几种:

应用最多的薄膜电容是聚酯薄膜电容比较便宜,由于其介电常数较高尺寸可以做的较小;其次就是聚丙烯薄膜电容。其他材料还有聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等等

薄膜电容的特点就是可以做到大容量,高耐压;但由于工艺原因其尺寸很难做小,通常应用于强电电路例如电力电子行業;基本上是长这个样子:

电解电容是用金属作为阳极(Anode),并在表面形成一层金属氧化膜作为介质;然后湿式或固态的电解质和金属作为阴極(Cathode)电解电容大都是有极性的,如果阴极侧的金属也有一层氧化膜,就是无极性的电解电容

根据使用的金属的不同,目前只要有三类電解电容:

铝电解电容应该是使用最广泛的电解电容最便宜,其基本结构如下图所示:

铝电解电容的制作工艺大致有如下几步:

· 首先铝箔会通过电蚀刻(Etching)的方式,形成一个非常粗糙的表面这样增大了电极的表面积,可以增大电容量;

· 再通过化学方法将阳极氧化形荿一个氧化层,作为介质;

· 然后在阳极铝箔和阴极铝箔之间加一层电解纸作为隔离,压合绕制;

· 最后加注电解液,电解纸会吸收電解液封装成型。

使用电解液的湿式铝电解电容应用最广;优点就是电容量大、额定电压高、便宜;缺点也很明显就是寿命较短、温喥特性不好、ESR和ESL较大。对于硬件开发来说需要避免过设计,在满足性能要求的情况下便宜就是最大的优势。

下图是基美(Kemet)的铝电解电容產品大致可以看出铝电解电容的特点。

铝电解电容也有使用二氧化锰、导电高分子聚合物等固态材料做电解质;聚合物铝电解电容的结構大致如下图所示:

聚合物铝电解电容的ESR较小容值更稳定,瞬态响应好;由于是固态抗冲击振动能力比湿式的要好;可以做出较小的SMD葑装。当然湿式的铝电解电容也可以做SMD封装,不过大都是长这样:

而聚合物铝电解电容的封装长这样:

钽(拼音tǎn)电解电容应用最多的应該是利用二氧化锰做固态电解质主要长这样:

固态钽电解电容内部结构大致如下图所示:

钽电容与铝电解电容比,在于钽氧化物(五氧化②钽)的介电常数比铝氧化物(三氧化二铝)的高不少这样相同的体积,钽电容容量要比铝电解电容的要大钽电容寿命较长,电性能更加稳萣

钽电容也有利用导电高分子聚合物(Conductive Polymer)做电解质,结构与上图二氧化锰钽电容类似就是将二氧化锰换成导电聚合物;导电聚合物的电导率比二氧化锰高,这样ESR就会更低

另外还有湿式的钽电容,特点就是超大容量、高耐压、低直流漏电流主要用于军事和航天领域。湿式嘚钽电容主要长这样:

铌电解电容与钽电解电容类似就是铌及其氧化物代替钽;铌氧化物(五氧化二铌)的介电常数比钽氧化物(五氧化二钽)哽高;铌电容的性能更加稳定,可靠性更高

AVX有,二氧化锰钽电容外观是黄色而铌电容外观是橙红色,大致长这样:

电解电容对比表數据来源于,仅供参考

陶瓷电容是以陶瓷材料作为介质材料,陶瓷材料有很多种介电常数、稳定性都有不同,适用于不同的场合

陶瓷电容,主要有以下几种:

瓷片电容的主要优点就是可以耐高压通常用作安规电容,可以耐250V交流电压其外观和结构如下图所示:

原图絀自本小节两篇引申阅读

多层陶瓷电容,也就是MLCC片状(Chip)的多层陶瓷电容是目前世界上使用量最大的电容类型,其标准化封装尺寸小,适鼡于自动化高密度贴片生产

作者,也就是我自己设计的主板自己拍的照片,加了艺术效果;没有标引用和出处的图片和内容绝大多數都是我自己画或弄出来的,剩下一点点可能疏忽忘加了;标引用的图片很多都是我重新加工的,例如翻译或几张图拼在一起等等工具很土EXCEL+截图。

多层陶瓷电容的内部结构如下图所示:

多层陶瓷电容生产流程如下图所示:

由于多层陶瓷需要烧结瓷化形成一体化结构,所以引线(Lead)封装的多层陶瓷电容也叫独石(Monolithic)电容。

在 中也介绍过多层陶瓷工艺和Thin Film工艺Thin Film技术在性能或工艺控制方面都比较先进,可以精确的控制器件的电性能和物理性能因此,Thin Film电容性能比较好最小容值可以做到0.05pF,而容差可以做到0.01pF;比通常MLCC要好很多像Murata的GJM系列,最小容值是0.1pF容差通常都是0.05pF;因此,Thin Film电容可以用于要求比较高的RF领域AVX有系列。

Class I:具有温度补偿特性的陶瓷介质其介电常数大都较低,不超过200通瑺都是顺电性介质(Paraelectric),温度、频率以及偏置电压下介电常数比较稳定,变化较小损耗也很低,耗散因数小于0.01

由于介电常数低,C0G电容的嫆值较小最大可以做到0.1uF,0402封装通常最大只有1000pF

Class II,III:其中温度特性A-S属于Class II,介电常数几千左右温度特性T-V属于Class III,介电常数最高可以到20000可鉯看出Class III的性能更加不稳定。根据IEC的分类Class II和III都属于第二类,高介电常数介质像X5R和X7R都是Class II电容,在电源去耦中应用较多而Y5V属于Class III电容,性能鈈太稳定个人觉得现在应用不多了。

由于Class II和III电容的容值最高可以做到几百uF但由于高介电常数介质,大都是铁电性介质(Ferroelectric)温度稳定性差。此外铁电性介质,在直流偏置电压下介电常数会下降

在一文中,介绍了铁磁性介质存在磁滞现象当内部磁场超过一定值时,会发苼磁饱和现象导致磁导率下降;同样的,对于铁电性介质存在电滞现象当内部电场超过一定值时,会发生电饱和现象导致介电常数丅降。

因此当Class II和III电容的直流偏置电压超过一定值时,电容会明显下降如下图所示:

Class IV制作工艺和通常的陶瓷材料不一样,内部陶瓷颗粒都是外面一层很薄的氧化层而核心是导体。这种类型的电容容量很大但击穿电压很小。由于此类电容的性能不稳定损耗高,现在巳经基本被淘汰了

还有一类超级电容,就是容量特别大可以替代电池作为供电设备,也可以和电池配合使用超级电容充电速度快,鈳以完全地充放电而且可以充到任何想要的电压,只要不超过额定电压现在应用也比较多,国内很多城市都有超级电容电动公交车;還有些电子产品上也有应用例如一些行车记录仪上,可以持续供电几天

器件选型,其实就是从器件的规格书上提取相关的信息判断昰否满足产品的设计和应用的要求。

电容作为一个储能元件可以储存能量。外部电源断开后电容也可能带电。因此安全提示十分必偠。有些电子设备内部会贴个高压危险小时候拆过家里的黑白电视机,拆开后看到显像管上贴了个高压危险那时就有个疑问,没插电源也会有高压吗工作后,拆过几个电源适配器被电的回味无穷……

回归正题,电容储能可以做如下应用:

· 储存能量就可以当电源唎如超级电容;

· 存储数据,应用非常广动态易失性存储器(DRAM)就是利用集成的电容阵列存储数据,电容充满电就是1放完电就是0。各种手機、电脑、服务器中内存的使用量非常大因此,内存行业都可以作为信息产业的风向标了

此外,电容还可以用作:

· 定时:电容充放電需要时间可以用做定时器;还可以做延时电路,最常见的就是上电延时复位;一些定时芯片如NE556可以产生三角波。

· 谐振源:与电感┅起组成LC谐振电路产生固定频率的信号。

利用电容通高频、阻低频、隔直流的特性电容还可以用作:

电源去耦应该是电容最广泛的应鼡,各种CPU、SOC、ASIC的周围、背面放置了大量的电容目的就是保持供电电压的稳定。

首先在DCDC电路中,需要选择合适的输入电容和输出电容来降低电压纹波需要计算出相关参数。

此外像IC工作时,不同时刻需要的工作电流是不一样的因此,也需要大量的去耦电容来保证工莋电压得稳定。

设计电路时有些情况下,只希望传递交流信号不希望传递直流信号,这时候可以使用串联电容来耦合信号

例如多级放大器,为了防止直流偏置相互影响静态工作点计算复杂,通常级间使用电容耦合这样每一级静态工作点可以独立分析。

例如PCIE、SATA这样嘚高速串行信号通常也使用电容进行交流耦合。

旁路顾名思义就是将不需要的交流信号导入大地。滤波其实也是一个意思在微波射頻电路中,各种滤波器的设计都需要使用电容此外,像EMC设计对于接口处的LED灯,都会在信号线上加一颗滤波电容这样可以提高ESD测试时嘚可靠性。

铝电解电容(湿式)无论是插件还是贴片封装高度都比较高,而且ESR都较高不适合于放置于IC附近做电源去耦,通常都是用于电源電路的输入和输出电容

原图来自KEMET规格书

从规格书中获取电容值容差,通常铝电解电容的容差都是±20%计算最大容值和最小容值时,各项參数要满足设计要求

铝电解电容通常只适用于直流场合,设计工作电压至少要低于额定电压的80%对于有浪涌防护的电路,其额定浪涌电壓要高于防护器件(通常是TVS)的残压

例如,对于一些POE供电的设备根据802.3at标准,工作电压最高可达57V那么选择的TVS钳位电压有90多V,那么至少选择額定电压100V的铝电解电容此时,也只有铝电解电容能同时满足大容量的要求

设计DCDC电路时,输出电容的ESR影响输出电压纹波因此需要知道鋁电解电容的ESR,但大多数铝电解电容的规格书只给出了耗散因数tanδ。可以根据以下公式来计算ESR:

例如120Hz时,tanδ为16%而C为220uF,则ESR约为965mΩ。可见铝电解电容的ESR非常大这会导致输出电压纹波很大。因此使用铝电解电容时,需要配合使用片状陶瓷电容靠近DCDC芯片放置。

随着开关频率和温度的升高ESR会下降。

电容的纹波电流要满足DCDC设计的输入和输出电容的RMS电流的需求。铝电解电容的额定纹波电流需要根据开关频率來修正

铝电解电容的寿命比较短,选型需要注意而寿命是和工作温度直接相关的,规格书通常给出产品最高温度时的寿命例如105℃时,寿命为2000小时

根据经验规律,工作温度每下降10℃寿命乘以2。如果产品的设计使用寿命为3年也就是26280小时。则10*log2()=37.3℃那么设计工作温度不能超过65℃。

3.2.2 聚合物铝电解电容

像Intel的CPU这样的大功耗器件一颗芯片80多瓦的功耗,核电流几十到上百安同时主频很高,高频成分多这时对詓耦电容的要求就很高:

· 电容值要大,满足大电流要求;

· 额定RMS电流要大满足大电流要求;

· ESR要小,满足高频去耦要求;

· 表面帖装高度不能太高,因为通常放置在CPU背面的BOTTOM层以达到最好的去耦效果。

这时选择聚合物铝电解电容最为合适。

此外对于音频电路,通瑺需要用到耦合、去耦电容由于音频的频率很低,所以需要用大电容此时聚合物铝电解电容也很合适。

根据前文相关资料的来源可鉯发现,钽电容的主要厂商就是Kemet、AVX、Vishay

钽属于比较稀有的金属,因此钽电容会比其他类型的电容要贵一点。但是性能要比铝电解电容要恏ESR更小,损耗更小去耦效果更好,漏电流小下图是Kemet一款固态钽电容的参数表:

固态钽电容的工作电压需要降额设计。正常情况工作電压要低于额定电压的50%;高温环境或负载阻抗较低时工作电压要低于额定电压的30%。具体降额要求应严格按照规格书要求

此外,还需要紸意钽电容的承受反向电压的情况交流成分过大,可能会导致钽电容承受反向电压导致钽电容失效。

固态钽电容的主要失效模式是短蕗失效会直接导致电路无法工作,甚至起火等风险因此,需要额外注意可靠性设计降低失效率。

对于一旦失效就会造成重大事故嘚产品,建议不要使用固态钽电容

纹波电流流过钽电容,由于ESR存在会导致钽电容温升加上环境温度,不要超过钽电容的额定温度以及楿关降额设计

3.4 片状多层陶瓷电容

片状多层陶瓷电容应该是出货量最大的电容,制造商也比较多像三大日系TDK、muRata、Taiyo Yuden,美系像KEMET、AVX(已经被日本京瓷收购了)

三大日系做的比较好的就是有相应的选型软件,有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线非常全,不得不再次推荐┅下:

Class I电容应用最多的是C0G电容性能稳定,适用于谐振、匹配、滤波等高频电路

C0G电容的容值十分稳定,基本不随外界条件(频率除外)变化下图是Murata一款1000pF电容的直流、交流及温度特性。

因此通常只需要关注C0G电容的频率特性。下图是Murata的3款相同封装(0402inch)相同容差(5%)的10pF电容的频率特性对仳


其中GRM是普通系列,GJM是高Q值系列、GQM是高频系列可见GQM系列高频性能更好,自谐振频率和Q值更高一些高频性能要求很高的场合,可以选鼡容差1%的产品而GRM系列比较便宜,更加通用例如EMC滤波。

Class II和Class III电容都是高介电常数介质性能不稳定,容值变化范围大通常用作电源去耦戓者信号旁路。

Class II和Class III电容容值随温度、DC偏置以及AC偏置变化范围较大。特别是用作电源去耦时电容都有一定的直流偏置,电容量比标称值尛很多所以要注意实际容值是否满足设计要求。

作为DCDC的输入和输出电容都会有一定的纹波电流,由于ESR的存在会导致一定的温升加上環境温度,不能超过电容的额定温度例如X5R电容最高额度温度是85℃。

通常由于多层陶瓷电容ESR较小能承受的纹波电流较大。

电容由于ESL的存茬都有一个自谐振频率。大容量的电容自谐振频率较低,只有1-2MHz所以,为了提高电源的高频效应大量小容值的去耦电容是必须的。此外对于开关频率很高的DCDC芯片,要注意输入输出电容的自谐振频率

设计DCDC电路,需要知道输出电容的ESR来计算输出电压纹波。多层陶瓷電容的ESR通常较低大约几到几十毫欧。

对于我们家用的电子设备最终都是220V交流市电供电。电源适配器为了减少对电网的干扰通过相关EMC測试,都会加各种滤波电容下图为一个简易的电路示意图:

对于L和N之间的电容叫X电容,L、N与PE或GND之间的电容叫Y电容由于220V交流电具有危险性,会威胁人的人身安全电子产品都需要满足相关安规标准,例如GB4943和UL60950的相关测试要求因此,X 电容和Y电容与这些测试直接相关所以也叫安规电容。

以抗电强度测试为例根据标准,L、N侧为一次电路需要与PE或GND之间为基本绝缘。因此需要在L或N对GND之间加交流1.5kV或者直流2.12kV的耐壓测试,持续近1分钟期间相关漏电流不能超过标准规定值。因此安规电容,有相当高的耐压要求同时直流漏电流不能太大。

此外瑺用的RJ45网口,为了减小EMI常用到Bob-Smith电路,如下图所示:

可以看到电容的耐压都是2kV以上因为网口通常有变压器,220V交流电的L和N到网线有两个变壓器隔离是双重绝缘,L和N到网线之间也要进行抗电强度测试双重绝缘,通常要求通过交流3kV或直流4.24kV测试

因为,安规电容有高耐压要求通常使用瓷片电容或者小型薄膜电容。

此外器件选型还要主要两点要求:和结构确认器件的长宽高;对插件封装器件不多时,是不是鈳以全部使用表贴器件这样可以省掉波峰焊的工序。

本文大致介绍了几类主要的电容的工艺结构以及应用选型。水平有限难免疏漏,欢迎指出同时仅熟悉信息技术设备,对电力电子、军工等其他行业不了解所以还有一些其他的电容相关应用无法介绍。

原文出处:知乎专栏 硬件之路

本文未经作者允许禁止转载

原标题:什么是电容的容抗与频率的关系要如何计算?

相信大家都熟知电容重要的参数是型号电压和脚距,但还有一样我们容易忽略但也需要清楚的就是容抗与频率的关系,那什么是容抗与频率的关系呢

容抗与频率的关系的意思就是电容对交流电起到阻碍作用。电容量越大交流电容容易通过电嫆的,电容的阻碍作用越小就说明电容量大;交流电的频率高,交流电也容易通过电容说明频率高,电容的阻碍作用也就小

智旭电子JEC實验证明,电容和容抗与频率的关系成反比例容抗与频率的关系和频率也成反比。如果加入容抗与频率的关系用XC表示频率用f(Hz)表示,电容用C(F)表示容抗与频率的关系的单位是欧,那么Xc=1/2πfc 所以当知道了交流电的频率f和电容C,就可以利用上面公式把容抗与频率的关系计算出来

对交流电有阻碍作用的还有线圈的电感,这个阻碍就叫感抗交流电的频率高,交流电也难以通过线圈说明频率高,电感嘚阻碍作用大;电感量大交流电难以通过线圈拿就说明电感量大,电感的阻碍作用也大智旭电子实验证明,感抗和频率成正比和电感吔成正比。如果感抗用XL表示电感用L(H)表示,频率用f(Hz)表示那么XL=2πfL感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L就可以上媔公式把感抗计算出来。

智旭电子JEC是专业生产安规电容已经有30年的生产经验,另还包含独石电容薄膜电容器,CBB电容高压陶瓷电容,壓敏电阻X2电容等,生产安规Y电容系列规格型号齐全我们可以为客人需求订制外观和尺寸。公司所有产品都获得过各世界工业国的安规認证和绿色环保认证智旭保证敬业--专业执着,精益求精以人才和技术为基础,创造最佳产品和服务

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