濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分.使輸出的直流更平滑.
去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩定工作.
旁路電容用在有電阻連接時,接在電阻兩端使交流信號順利通過.
1.關于去耦電容蓄能作用的理解
1)去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾,干擾的進入方式是通過電磁輻射.
而實際上,芯片附近的電容還有蓄能的作用,這是第二位的.
你可以把總電源看作密云水庫,我們大樓內的家家戶戶都需要供水,
這時候,水不是直接來自于水庫,那樣距離太遠了,
等水過來,我們已經渴的不行了.
實際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實是一個buffer的作用.
如果微觀來看,高頻器件在工作的時候,其電流是不連續的,而且頻率很高,
而器件VCC到總電源有一段距離,即便距離不長,在頻率很高的情況下,
阻抗Z＝i*wL+R,線路的電感影響也會非常大,
會導致器件在需要電流的時候,不能被及時供給.
而去耦電容可以彌補此不足.
這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一
(在vcc引腳上通常并聯一個去藕電容,這樣交流分量就從這個電容接地.)
2)有源器件在開關時產生的高頻開關噪聲將沿著電源線傳播.去耦電容的主要功能就是提供
一 個局部的直流電源給有源器件,以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地
2.旁路電容和去耦電容的區別
去耦:去除在器件切換時從高頻器件進入到配電網絡中的RF能量.去耦電容還可以為器件 供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪涌電流方面特別有用.
旁路:從元件或電纜中轉移出不想要的共模RF能量.這主要是通過產生AC旁路消除無意的能量進入敏感的部分,另外還可以提供基帶濾波功能(帶寬受限).
我們經?？梢钥吹?在電源和地之間連接著去耦電容,它有三個方面的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產生的高頻噪聲,切斷其通過供電回路進行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成干擾.
在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了.對于同一個電路來說,旁路(bypass)電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容也稱退耦電容,是把輸出信號的干擾作為濾除對象.
高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據電路中分布參數,以及驅動電流的變化大小來確定.
數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF.這個電容的分布電感的典型值是5μH.0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用.1μF、10μF的電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些.每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10μF左右.最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感.要使用鉭電容或聚碳酸酯電容.去耦電容的選用并不嚴格,可按C="1"/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF.
補充:電容器選用及使用注意事項:
1,一般在低頻耦合或旁路,電氣特性要求較低時,可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應選用云母電容器或瓷介電容器;在電源濾波和退耦電路中,可選用電解電容器.
2,在振蕩電路、延時電路、音調電路中,電容器容量應盡可能與計算值一致.在各種濾波及網(選頻網絡),電容器容量要求精確;在退耦電路、低頻耦合電路中,對同兩級精度的要求不太嚴格.
3,電容器額定電壓應高于實際工作電壓,并要有足夠的余地,一般選用耐壓值為實際工作電壓兩倍以上的電容器.
4,優先選用絕緣電阻高,損耗小的電容器,還要注意使用環境.
濾波電容用在電源整流電路中
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一、電容
所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件.電容的基本工作原理就是充電放電,通交流,隔直流.當然還有整流、振蕩以及其它的作用.另外電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質決定的.
電容的用途非常多,主要有如下幾種:
1．隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過.
2．旁路(去耦):為交流電路中某些并聯的元件提供低阻抗通路.
3．耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過并傳輸到下一級電路
4．濾波:這個對DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用.
5．溫度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩定性.6．計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數.
7．調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機.
8．整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件.
9．儲能:儲存電能,用于必須要的時候釋放.例如相機閃光燈,加熱設備等等.
二、電容的單位
電容的基本單位是:F (法),此外還有μF(微法)、pF(皮法),另外還有一個用的比較少的單位,那就是:nF(),由于電容 F 的容量非常大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位,而不是F的單位.
他們之間的具體換算如下:
1F＝1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
1nF=1000pF
三、電容的計算方法
1．電容的計算公式
電容器可以充入的電量Q并不是無限的,隨著電勢差的變化,電量Q也隨之增大,對同一個電容器, 是一個與電量、電勢差無關的常量,對不同的電容器,電勢差增加1伏所需要增加的電量是不同的,也就是 是不同的常數,因此,我們認為 能夠反映電容器容納電荷的能力,并由此定義了一個新的物理量──電容,符號 ,讓 ．
① 定義:電容是描述電容器容納電量特性的物理量．它的大小可用電容器一極的帶量
與兩極板電勢差之比來量度．
② 量度:
2.電容的阻抗的計算
交流電是能夠通過電容的,但是電容對交流電仍然有阻礙作用.電容對交流電的阻礙作用叫做容抗.電容量大,交流電容易通過電容,說明電容量大,電容的阻礙作用小;交流電的頻率高,交流電也容易通過電容,說明頻率高,電容的阻礙作用也小.實驗證明,容抗和電容成反比,和頻率也成反比.如果容抗用X C 表示,電容用C表示,頻率用f表示,那么
容抗的單位是歐.知道了交流電的頻率f和電容C
四、電容的型號命名:
1) 各國電容器的型號命名很不統一,國產電容器的命名由四部分組成:
第一部分:用字母表示名稱,電容器為C.
第二部分:用字母表示材料.
第三部分:用數字表示分類.
第四部分:用數字表示序號.
2) 電容的標志方法:
(1) 直標法:用字母和數字把型號、規格直接標在外殼上.
(2) 文字符號法:用數字、文字符號有規律的組合來表示容量.文字符號表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等.和電阻的表示方法相同.標稱允許偏差也和電阻的表示方法相同.小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.25pF,D——±0.5pF,F——±1pF.
(3) 色標法:和電阻的表示方法相同,單位一般為pF.小型電解電容器的耐壓也有用色標法的,位置靠近正極引出線的根部,所表示的意義如下表所示:
顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰
耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
3) 安規電容是指用于這樣的場合,即電容器失效后,不會導致電擊,不危及有身安全.
安規電容安全等級,應用中允許的峰值脈沖電壓,過電壓等級(IEC664)
X1 >2.5KV ≤4.0KV Ⅲ
X2 ≤2.5KV Ⅱ
X3 ≤1.2KV --
安規電容的等級制 絕緣類型 額定電壓范圍
Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥250V
Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250V
Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250V
Y4 基本絕緣或附加絕緣 <250V
Y電容的電容量必須受到限制,從而達到控制在額定頻率及額定電壓的作用下,流過它的漏電流的大小和對系統EMC性能影響的目的.GJB151規定Y電容的容量應不大于0.1F.Y電容除符合相應的電網電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機械性能方面有足夠的安規電容的參數選擇.
(4) 進口電容器的標志方法:進口電容器一般有6項組成.
第一項:用字母表示類別:
第二項:用兩位數字表示其外形、結構、封裝方式、引線開始及與軸的關系.
第三項:溫度補償型電容器的溫度特性,有用字母的,也有用顏色的,其意義如下表所示:
序號 字母 顏色 溫度系數 允許偏差 字母 顏色 溫度系數 允許偏差
1 A 金 +100 R 黃 -220
2 B 灰 +30 S 綠 -330
3 C 黑 0 T 藍 -470
4 G ±30 U 紫 -750
5 H 棕 -30 ±60 V -1000
6 J ±120 W -1500
7 K ±250 X -2200
8 L 紅 -80 ±500 Y -3300
9 M ±1000 Z -4700
10 N ±2500 SL +350~-1000
11 P 橙 -150 YN -800~-5800
備注:溫度系數的單位10e -6/℃;允許偏差是 % .
第四項:用數字和字母表示耐壓,字母代表有效數值,數字代表被乘數的10的冪.
第五項:標稱容量,用三位數字表示,前兩位為有效數值,第三為是10的冪.當有小數時,用R或P表示.普通電容器的單位是pF,電解電容器的單位是uF.
第六項:允許偏差.用一個字母表示,意義和國產電容器的相同.
也有用色標法的,意義和國產電容器的標志方法相同.
3． 電容的主要特性參數:
(1) 容量與誤差:實際電容量和標稱電容量允許的最大偏差范圍.一般分為3級:I級±5%,II級±10%,III級±20%.在有些情況下,還有0級,誤差為±20%.
精密電容器的允許誤差較小,而電解電容器的誤差較大,它們采用不同的誤差等級.
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同.用字母表示:
符 號 B C D F G J K L M N Z
允許誤差 ±0.1% ±0.25% ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% ±30% +80%
-20%
(2) 額定工作電壓:電容器在電路中能夠長期穩定、可靠工作,所承受的最大直流電壓,又稱耐壓.對于結構、介質、容量相同的器件,耐壓越高,體積越大.
(3) 溫度系數:在一定溫度范圍內,溫度每變化1℃,電容量的相對變化值.溫度系數越小越好.
(4) 絕緣電阻:用來表明漏電大小的.一般小容量的電容,絕緣電阻很大,在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆.電解電容的絕緣電阻一般較小.相對而言,絕緣電阻越大越好,漏電也小.
(5) 損耗:在電場的作用下,電容器在單位時間內發熱而消耗的能量.這些損耗主要來自介質損耗和金屬損耗.通常用損耗角正切值來表示.
(6) 頻率特性:電容器的電參數隨電場頻率而變化的性質.在高頻條件下工作的電容器,由于介電常數在高頻時比低頻時小,電容量也相應減小.損耗也隨頻率的升高而增加.另外,在高頻工作時,電容器的分布參數,如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等,都會影響電容器的性能.所有這些,使得電容器的使用頻率受到限制.
不同品種的電容器,最高使用頻率不同.小型云母電容器在250MHZ以內;圓片型瓷介電容器為300MHZ;圓管型瓷介電容器為200MHZ;圓盤型瓷介可達3000MHZ;小型紙介電容器為80MHZ;中型紙介電容器只有8MHZ.
五、電容的種類
由于絕緣材料的不同,所構成的電容器的種類也有所不同:
按結構可分為:固定電容,可變電容,微調電容.
按介質材料可分為:氣體介質電容,液體介質電容,無機固體介質電容,有機固體介質電容電解電容.
按極性分為:有極性電容和無極性電容. 我們最常見到的就是電解電容.
從原理上分為:無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等.
從材料上可以分為:CBB電容(聚乙烯),滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨石電容、電解電容、鉭電容等.下面是各種電容的優缺點:
無感CBB電容
2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成.
無感,高頻特性好,體積較小
不適合做大容量,價格比較高,耐熱性能較差.
CBB電容
2層聚乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成.
有感,其他同上.
基層電容
鐵電陶瓷電容容量較大,但是損耗和溫度系數較大,適宜用于低頻電路.薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成.
體積小,耐壓高,價格低,頻率高(有一種是高頻電容)
易碎!容量低
陶瓷電容
用陶瓷作介質,在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質薄膜做板極制成.
它的特點是體積小,耐熱性能好,損耗小,絕緣電阻高,但容量小,適宜用于高頻電路
云母電容
云母片上鍍兩層金屬薄膜
容易生產,技術含量低.
體積大,容量小,(幾乎沒有用了)
獨石電容
體積比CBB更小,其他同CBB,有感
電解電容
兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊,轉捆后浸泡在電解液(含酸性的合成溶液)中.
容量大.
高頻特性不好.
電解電容在電路中的作用 :
1、濾波作用:在電源電路中,整流電路將交流變成脈動的直流,而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓.在實際中,為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化,所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數十至數百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感,對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除,故在其兩端并聯了一只容量為0.001--0.lpF的電容,以濾除高頻及脈沖干擾．
2、耦合作用:在低頻信號的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響,常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大,一般總采用容量較大的電解電容.
鉭電容
用金屬鉭作為正極,在電解質外噴上金屬作為負極.
穩定性好,容量大,高頻特性好.
造價高.(一般用于關鍵地方)
貼片電容
一 NPO電容器(溫度補償貼片單片陶瓷電容器)
NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器.它的填充介質是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的. NPO電容器是電容量和介質損耗最穩定的電容器之一.在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃,電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC.NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%,相對大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的.其典型的容量相對使用壽命的變化小于±0.1%.NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質損耗隨頻率變化的特性也不同,大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好.下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍.
NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容.
二 X7R電容器 (溫度穩定型的陶瓷電容器)
X7R電容器被稱為溫度穩定型的陶瓷電容器.當溫度在-55℃到+125℃時其容量變化為15%,需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的.
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的,它也隨時間的變化而變化,大約每10年變化1%ΔC,表現為10年變化了約5%.
X7R電容器主要應用于要求不高的工業應用,而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下.它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大.下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍.
三 Z5U電容器(“通用”陶瓷電容器)
Z5U電容器稱為”通用”陶瓷單片電容器.這里首先需要考慮的是使用溫度范圍,對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本.對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量.但它的電容量受環境和工作條件影響較大,它的老化率最大可達每10年下降5%.
盡管它的容量不穩定,由于它具有小體積、等效串聯電感(ESL)和等效串聯電阻(ESR)低、良好的頻率響應,使其具有廣泛的應用范圍.尤其是在退耦電路的應用中.下表給出了Z5U電容器的取值范圍.
Z5U電容器的其他技術指標如下:
工作溫度范圍 +10℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -56%
介質損耗 最大 4%
四 Y5V電容器 (有一定溫度限制的通用電容器)
Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器,在-30℃到85℃范圍內其容量變化可達+22%到-82%.
Y5V的高介電常數允許在較小的物理尺寸下制造出高達4.7μF電容器.
Y5V電容器的取值范圍如下表所示
Y5V電容器的其他技術指標如下:
工作溫度范圍 -30℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -82%
介質損耗 最大 5%
所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件.電容的基本工作原理就是充電放電,通交流,隔直流.當然還有整流、振蕩以及其它的作用.另外電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質決定的.
電容的用途非常多,主要有如下幾種:
1．隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過.
2．旁路(去耦):為交流電路中某些并聯的元件提供低阻抗通路.
3．耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過并傳輸到下一級電路
4．濾波:這個對DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用.
5．溫度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩定性.6．計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數.
7．調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機.
8．整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件.
9．儲能:儲存電能,用于必須要的時候釋放.例如相機閃光燈,加熱設備等等.
二、電容的單位
電容的基本單位是:F (法),此外還有μF(微法)、pF(皮法),另外還有一個用的比較少的單位,那就是:nF(),由于電容 F 的容量非常大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位,而不是F的單位.
他們之間的具體換算如下:
1F＝1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
1nF=1000pF
三、電容的計算方法
1．電容的計算公式
電容器可以充入的電量Q并不是無限的,隨著電勢差的變化,電量Q也隨之增大,對同一個電容器, 是一個與電量、電勢差無關的常量,對不同的電容器,電勢差增加1伏所需要增加的電量是不同的,也就是 是不同的常數,因此,我們認為 能夠反映電容器容納電荷的能力,并由此定義了一個新的物理量──電容,符號 ,讓 ．
① 定義:電容是描述電容器容納電量特性的物理量．它的大小可用電容器一極的帶量
與兩極板電勢差之比來量度．
② 量度:
2.電容的阻抗的計算
交流電是能夠通過電容的,但是電容對交流電仍然有阻礙作用.電容對交流電的阻礙作用叫做容抗.電容量大,交流電容易通過電容,說明電容量大,電容的阻礙作用小;交流電的頻率高,交流電也容易通過電容,說明頻率高,電容的阻礙作用也小.實驗證明,容抗和電容成反比,和頻率也成反比.如果容抗用X C 表示,電容用C表示,頻率用f表示,那么
容抗的單位是歐.知道了交流電的頻率f和電容C
四、電容的型號命名:
1) 各國電容器的型號命名很不統一,國產電容器的命名由四部分組成:
第一部分:用字母表示名稱,電容器為C.
第二部分:用字母表示材料.
第三部分:用數字表示分類.
第四部分:用數字表示序號.
2) 電容的標志方法:
(1) 直標法:用字母和數字把型號、規格直接標在外殼上.
(2) 文字符號法:用數字、文字符號有規律的組合來表示容量.文字符號表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等.和電阻的表示方法相同.標稱允許偏差也和電阻的表示方法相同.小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.25pF,D——±0.5pF,F——±1pF.
(3) 色標法:和電阻的表示方法相同,單位一般為pF.小型電解電容器的耐壓也有用色標法的,位置靠近正極引出線的根部,所表示的意義如下表所示:
顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰
耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
3) 安規電容是指用于這樣的場合,即電容器失效后,不會導致電擊,不危及有身安全.
安規電容安全等級,應用中允許的峰值脈沖電壓,過電壓等級(IEC664)
X1 >2.5KV ≤4.0KV Ⅲ
X2 ≤2.5KV Ⅱ
X3 ≤1.2KV --
安規電容的等級制 絕緣類型 額定電壓范圍
Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥250V
Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250V
Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250V
Y4 基本絕緣或附加絕緣 <250V
Y電容的電容量必須受到限制,從而達到控制在額定頻率及額定電壓的作用下,流過它的漏電流的大小和對系統EMC性能影響的目的.GJB151規定Y電容的容量應不大于0.1F.Y電容除符合相應的電網電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機械性能方面有足夠的安規電容的參數選擇.
(4) 進口電容器的標志方法:進口電容器一般有6項組成.
第一項:用字母表示類別:
第二項:用兩位數字表示其外形、結構、封裝方式、引線開始及與軸的關系.
第三項:溫度補償型電容器的溫度特性,有用字母的,也有用顏色的,其意義如下表所示:
序號 字母 顏色 溫度系數 允許偏差 字母 顏色 溫度系數 允許偏差
1 A 金 +100 R 黃 -220
2 B 灰 +30 S 綠 -330
3 C 黑 0 T 藍 -470
4 G ±30 U 紫 -750
5 H 棕 -30 ±60 V -1000
6 J ±120 W -1500
7 K ±250 X -2200
8 L 紅 -80 ±500 Y -3300
9 M ±1000 Z -4700
10 N ±2500 SL +350~-1000
11 P 橙 -150 YN -800~-5800
備注:溫度系數的單位10e -6/℃;允許偏差是 % .
第四項:用數字和字母表示耐壓,字母代表有效數值,數字代表被乘數的10的冪.
第五項:標稱容量,用三位數字表示,前兩位為有效數值,第三為是10的冪.當有小數時,用R或P表示.普通電容器的單位是pF,電解電容器的單位是uF.
第六項:允許偏差.用一個字母表示,意義和國產電容器的相同.
也有用色標法的,意義和國產電容器的標志方法相同.
3． 電容的主要特性參數:
(1) 容量與誤差:實際電容量和標稱電容量允許的最大偏差范圍.一般分為3級:I級±5%,II級±10%,III級±20%.在有些情況下,還有0級,誤差為±20%.
精密電容器的允許誤差較小,而電解電容器的誤差較大,它們采用不同的誤差等級.
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同.用字母表示:
符 號 B C D F G J K L M N Z
允許誤差 ±0.1% ±0.25% ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% ±30% +80%
-20%
(2) 額定工作電壓:電容器在電路中能夠長期穩定、可靠工作,所承受的最大直流電壓,又稱耐壓.對于結構、介質、容量相同的器件,耐壓越高,體積越大.
(3) 溫度系數:在一定溫度范圍內,溫度每變化1℃,電容量的相對變化值.溫度系數越小越好.
(4) 絕緣電阻:用來表明漏電大小的.一般小容量的電容,絕緣電阻很大,在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆.電解電容的絕緣電阻一般較小.相對而言,絕緣電阻越大越好,漏電也小.
(5) 損耗:在電場的作用下,電容器在單位時間內發熱而消耗的能量.這些損耗主要來自介質損耗和金屬損耗.通常用損耗角正切值來表示.
(6) 頻率特性:電容器的電參數隨電場頻率而變化的性質.在高頻條件下工作的電容器,由于介電常數在高頻時比低頻時小,電容量也相應減小.損耗也隨頻率的升高而增加.另外,在高頻工作時,電容器的分布參數,如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等,都會影響電容器的性能.所有這些,使得電容器的使用頻率受到限制.
不同品種的電容器,最高使用頻率不同.小型云母電容器在250MHZ以內;圓片型瓷介電容器為300MHZ;圓管型瓷介電容器為200MHZ;圓盤型瓷介可達3000MHZ;小型紙介電容器為80MHZ;中型紙介電容器只有8MHZ.
五、電容的種類
由于絕緣材料的不同,所構成的電容器的種類也有所不同:
按結構可分為:固定電容,可變電容,微調電容.
按介質材料可分為:氣體介質電容,液體介質電容,無機固體介質電容,有機固體介質電容電解電容.
按極性分為:有極性電容和無極性電容. 我們最常見到的就是電解電容.
從原理上分為:無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等.
從材料上可以分為:CBB電容(聚乙烯),滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨石電容、電解電容、鉭電容等.下面是各種電容的優缺點:
無感CBB電容
2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成.
無感,高頻特性好,體積較小
不適合做大容量,價格比較高,耐熱性能較差.
CBB電容
2層聚乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成.
有感,其他同上.
基層電容
鐵電陶瓷電容容量較大,但是損耗和溫度系數較大,適宜用于低頻電路.薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成.
體積小,耐壓高,價格低,頻率高(有一種是高頻電容)
易碎!容量低
陶瓷電容
用陶瓷作介質,在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質薄膜做板極制成.
它的特點是體積小,耐熱性能好,損耗小,絕緣電阻高,但容量小,適宜用于高頻電路
云母電容
云母片上鍍兩層金屬薄膜
容易生產,技術含量低.
體積大,容量小,(幾乎沒有用了)
獨石電容
體積比CBB更小,其他同CBB,有感
電解電容
兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊,轉捆后浸泡在電解液(含酸性的合成溶液)中.
容量大.
高頻特性不好.
電解電容在電路中的作用 :
1、濾波作用:在電源電路中,整流電路將交流變成脈動的直流,而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓.在實際中,為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化,所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數十至數百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感,對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除,故在其兩端并聯了一只容量為0.001--0.lpF的電容,以濾除高頻及脈沖干擾．
2、耦合作用:在低頻信號的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響,常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大,一般總采用容量較大的電解電容.
鉭電容
用金屬鉭作為正極,在電解質外噴上金屬作為負極.
穩定性好,容量大,高頻特性好.
造價高.(一般用于關鍵地方)
貼片電容
一 NPO電容器(溫度補償貼片單片陶瓷電容器)
NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器.它的填充介質是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的. NPO電容器是電容量和介質損耗最穩定的電容器之一.在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃,電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC.NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%,相對大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的.其典型的容量相對使用壽命的變化小于±0.1%.NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質損耗隨頻率變化的特性也不同,大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好.下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍.
NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容.
二 X7R電容器 (溫度穩定型的陶瓷電容器)
X7R電容器被稱為溫度穩定型的陶瓷電容器.當溫度在-55℃到+125℃時其容量變化為15%,需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的.
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的,它也隨時間的變化而變化,大約每10年變化1%ΔC,表現為10年變化了約5%.
X7R電容器主要應用于要求不高的工業應用,而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下.它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大.下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍.
三 Z5U電容器(“通用”陶瓷電容器)
Z5U電容器稱為”通用”陶瓷單片電容器.這里首先需要考慮的是使用溫度范圍,對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本.對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量.但它的電容量受環境和工作條件影響較大,它的老化率最大可達每10年下降5%.
盡管它的容量不穩定,由于它具有小體積、等效串聯電感(ESL)和等效串聯電阻(ESR)低、良好的頻率響應,使其具有廣泛的應用范圍.尤其是在退耦電路的應用中.下表給出了Z5U電容器的取值范圍.
Z5U電容器的其他技術指標如下:
工作溫度范圍 +10℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -56%
介質損耗 最大 4%
四 Y5V電容器 (有一定溫度限制的通用電容器)
Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器,在-30℃到85℃范圍內其容量變化可達+22%到-82%.
Y5V的高介電常數允許在較小的物理尺寸下制造出高達4.7μF電容器.
Y5V電容器的取值范圍如下表所示
Y5V電容器的其他技術指標如下:
工作溫度范圍 -30℃ --- +85℃
溫度特性 +22% ---- -82%
介質損耗 最大 5%
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@sanshi1006
一、電容所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件.電容的基本工作原理就是充電放電,通交流,隔直流.當然還有整流、振蕩以及其它的作用.另外電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質決定的.電容的用途非常多,主要有如下幾種:1．隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過.2．旁路(去耦):為交流電路中某些并聯的元件提供低阻抗通路.3．耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過并傳輸到下一級電路4．濾波:這個對DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用.5．溫度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩定性.6．計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數.7．調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機.8．整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件.9．儲能:儲存電能,用于必須要的時候釋放.例如相機閃光燈,加熱設備等等.二、電容的單位 電容的基本單位是:F(法),此外還有μF(微法)、pF(皮法),另外還有一個用的比較少的單位,那就是:nF(),由于電容F的容量非常大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位,而不是F的單位.他們之間的具體換算如下:1F＝1000000μF1μF=1000nF=1000000pF1nF=1000pF三、電容的計算方法1．電容的計算公式電容器可以充入的電量Q并不是無限的,隨著電勢差的變化,電量Q也隨之增大,對同一個電容器,是一個與電量、電勢差無關的常量,對不同的電容器,電勢差增加1伏所需要增加的電量是不同的,也就是是不同的常數,因此,我們認為能夠反映電容器容納電荷的能力,并由此定義了一個新的物理量──電容,符號,讓 ．①定義:電容是描述電容器容納電量特性的物理量．它的大小可用電容器一極的帶量與兩極板電勢差之比來量度．②量度: 2.電容的阻抗的計算 交流電是能夠通過電容的,但是電容對交流電仍然有阻礙作用.電容對交流電的阻礙作用叫做容抗.電容量大,交流電容易通過電容,說明電容量大,電容的阻礙作用小;交流電的頻率高,交流電也容易通過電容,說明頻率高,電容的阻礙作用也小.實驗證明,容抗和電容成反比,和頻率也成反比.如果容抗用XC表示,電容用C表示,頻率用f表示,那么 容抗的單位是歐.知道了交流電的頻率f和電容C四、電容的型號命名:1)各國電容器的型號命名很不統一,國產電容器的命名由四部分組成:第一部分:用字母表示名稱,電容器為C.第二部分:用字母表示材料.第三部分:用數字表示分類.第四部分:用數字表示序號.2)電容的標志方法:(1)直標法:用字母和數字把型號、規格直接標在外殼上.(2)文字符號法:用數字、文字符號有規律的組合來表示容量.文字符號表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等.和電阻的表示方法相同.標稱允許偏差也和電阻的表示方法相同.小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.25pF,D——±0.5pF,F——±1pF.(3)色標法:和電阻的表示方法相同,單位一般為pF.小型電解電容器的耐壓也有用色標法的,位置靠近正極引出線的根部,所表示的意義如下表所示:顏色黑棕紅橙黃綠藍紫灰耐壓4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V3)安規電容是指用于這樣的場合,即電容器失效后,不會導致電擊,不危及有身安全.安規電容安全等級,應用中允許的峰值脈沖電壓,過電壓等級(IEC664)X1 >2.5KV≤4.0KV ⅢX2 ≤2.5KV ⅡX3 ≤1.2KV -- 安規電容的等級制 絕緣類型 額定電壓范圍 Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥250VY2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250VY3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150≤250VY4 基本絕緣或附加絕緣
老兄:你是電容器的使用者吧,主要用在那里.你那里有好多好的資料.謝謝能發給大家.
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