『壹』 電容在不同電路中的名稱及作用是什麼
電容器是一種儲能元件,具有「隔直通交,陰低頻通高頻」的特性,人們為了認識和鑒別不同電路中的電容器,根據其在線路中的作用而給它起了許多名稱,了解這些名稱和作用,對讀圖是墊腳有幫助的.下面介紹一些常用名稱的含義.1、濾波電容它並接在電路正負極之間,把電路中無用的交流電流去掉,一般採用大容量電解電容器,也有採用其他固定電容器的.2、退耦電容並接於電路正負極之間,可防止電路通過電源內阻形成的正反饋通路而引起的寄生振盪.3、耦合電容連接於信號源和信號處理電路或兩級放大器之間,用以隔斷直流電,讓交流電或脈動信號通過,使相信的放大器直流工作點互不影響.4、旁路電容並接在電阻兩端或由某點直接跨接至共用電信為交直流信號中的交流或脈動信號設置一條通路,避免交流成分在通過電阻時產生壓降.5、中和電容連接於三極體基極與集電極之間,用於克服三極體極間電容而引起的自激振盪.6、槽路電容(調諧電容)連接於諧振電路或振盪電路線圈兩端的電容.7、墊整電容在電路在能使振盪信號的頻率范圍減小,而且顯著提高低頻端振盪頻率的電容,它是與槽路主電容串聯的.8、補償電容在振盪電路中,能使振盪信號的頻率范圍得到擴大的電容,它與主電容並聯起輔助作用.9、逆程電容並接在行輸出管集電極與發射極之間,用來產生行掃描鋸齒波逆程的電容.10、自舉升壓電容利用其儲能來提升電路由某的電位,使其電位值高於為該點供電的電源電壓.11、「S」校正電容串接於偏轉線圈迴路中,用於校正兩邊延伸失真.12、穩頻電容在振盪電路中,用來穩定振盪頻率的電容.13、定時電容在RC定時電路中與電阻R串聯共同決定時間長短的電容.14、降壓限流電容串接於交流電路中用於它對交流電的容抗進行分壓限流.15、縮短電容這種電容是在UHF高頻頭中為了縮短振盪電感的長度而串接的電容.16、克拉潑電容在電容三點式振盪電路中,串接在振盪電感線圈的電容,為了水運晶體管結電容的影響,提高頻率穩定性.17、錫拉電容在電容三點式振盪電路中,並接在振盪電感線圈兩端的電容,為了消除晶體管結電容的影響,使其振盪頻率越就越容易起振.18、加速電容接在振盪反饋電路中,使正反饋過程加速,提高振盪幅度.19、預加重電容為了防止音頻調制信號在調制時可能使高頻分量產生衰減或丟失,而適當提升高頻分量的RC網路中的電容.20、去加重電容對音頻信號中經預加提升的那部分高頻分量連同噪音一起衰減掉,恢復伴音信號的本來面貌的RC網路中的電容.21、穩幅電容在鑒頻器中,用來穩定輸出信號幅度.22、消亮點電容在顯像管附屬電路中,用以消除關機亮點的電容.23、移相電容用來改變交流電信號相位的電容.24、反饋電容跨接於放大器的輸入與輸出端用來反饋信號的電容25、軟啟動電容通常接在電源開關管基極的,防止開機時加在開關基極的浪涌電流或電壓太大而損壞開關管.26、啟動電容串接於單相電機副繞組,為電機副繞組提供啟動用的移相交流電流,電機運轉正常時與副繞組斷開.27、運轉電容串接於單相電機副繞組,為電機副繞組提供移相交流電流,電機運轉正常時與副繞組仍串於電路中.交流安規瓷介電容器用於防止電子設備交流迴路中的天線電波干擾,防止家用電器等設備的電源雜訊,防止設備出現故障時產生觸電等電子產品中.28、高頻低壓瓷介電容器CC1系列為一類高頻低壓瓷介電容器,用在低損耗和電容量高穩定性的地方或用在要求溫度系數有明確規定的地方.如:諧振迴路、高頻旁路、溫度補償、控制電路時間常數的元件,穩定性要求高的耦合元件.CC81系列為一類高頻高壓瓷介電容器,用於UR≥0.63KV以上的高壓諧振電路中,或用在低損耗和電容量穩定性的地方或用在要求溫度系數有明確規定的地方.CT1系列為二類低頻帶低壓瓷介電容器,用於對tgs值和容量穩定性要求不高的電器中,如低頻、耦合、濾波、退耦等,亦可用作控制電路的時間常數元件.CT81系列為二類低頻高壓瓷介電容器.用於高壓旁路和耦合電路中,介電常數大,容量大、損耗低.CS1系列——三類低頻低壓瓷介電容器用於超高頻,甚高頻電路中作寬頻旁路耦合之用,具有介電常數高、體積小、容量大的特點.CT82系列——超高壓瓷介電容器多用於對耐壓有超高要求的高壓旁路中.具有體積小、耐溫、耐濕性能好,損耗低的特點.
『貳』 電容在電路中起什麼作用
電容在電路中的作用:具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性,廣泛應用在耦合、隔直、旁路、濾波、調諧、能量轉換和自動控制等。
1、濾波電容:它接在直流電壓的正負極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑,通常採用大容量的電解電容,也可以在電路中同時並接其它類型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2、退耦電容:並接於放大電路的電源正負極之間,防止由電源內阻形成的正反饋而引起的寄生振盪。
3、旁路電容:在交直流信號的電路中,將電容並接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上,為交流信號或脈沖信號設置一條通路,避免交流信號成分因通過電阻產生壓降衰減。
4、耦合電容:在交流信號處理電路中,用於連接信號源和信號處理電路或者作為兩放大器的級間連接,用於隔斷直流,讓交流信號或脈沖信號通過,使前後級放大電路的直流工作點互不影響。
5、調諧電容:連接在諧振電路的振盪線圈兩端,起到選擇振盪頻率的作用。
6、襯墊電容:與諧振電路主電容串聯的輔助性電容,調整它可使振盪信號頻率范圍變小,並能顯著地提高低頻端的振盪頻率。
7、補償電容:與諧振電路主電容並聯的輔助性電容,調整該電容能使振盪信號頻率范圍擴大。
8、中和電容:並接在三極體放大器的基極與發射極之間,構成負反饋網路,以抑制三極體極間電容造成的自激振盪。
9、穩頻電容:在振盪電路中,起穩定振盪頻率的作用。
10、定時電容:在RC時間常數電路中與電阻R串聯,共同決定充放電時間長短的電容。
『叄』 電容在電路板中有什麼作用為什麼會有這些作用
電容器,通常簡稱其容納電荷的本領為電容,用字母C表示。
定義1:電容器,顧名思義,是『裝電的容器』,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用於電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調諧迴路, 能量轉換,控制等方面。
定義2:電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。
【作用】
在直流電路中,電容器是相當於斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。
這得從電容器的結構上說起。最簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(包括空氣)構成的。通電後,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由於中間的絕緣物質,所以整個電容器是不導電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質都是相對絕緣的,當物質兩端的電壓加大到一定程度後,物質是都可以導電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿後,就不是絕緣體了。不過在中學階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因為電流的方向是隨時間成一定的函數關系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的,這個時候,在極板間形成變化的電場,而這個電場也是隨時間變化的函數。實際上,電流是通過電場的形式在電容器間通過的。
電容器的作用:
●耦合:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用 。
●濾波:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除 。
●退耦:用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連 。
●高頻消振:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,採用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫 。
●諧振:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC並聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路 。
●旁路:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信號頻率不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路 。
●中和:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,採用這種中和電容電路,以消除自激 。
●定時:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數大小的作用 。
●積分:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中,採用這種積分電容電路,可以從場復合同步信號中取出場同步信號 。
●微分:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信號,採用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發信號。
●補償:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信號中的低頻信號,此外,還有高頻補償電容電路 。
●自舉:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路採用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度 。
●分頻:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段 。
●負載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率的有效外界電容。負載電容常用的標准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負載電容可以根據具體情況作適當的調整,通過調整一般可以將諧振器的工作頻率調到標稱值 。
『肆』 電容在電路有哪些作用,怎麼選取!
電容的作用
作為無源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種:
1、應用於電源電路,實現旁路、去藕、濾波和儲能的作用。下面分類詳述之:
1.旁路
旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。 就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,並向器件進行放電。 為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負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致的地電位抬高和雜訊。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。
2.去藕
去藕,又稱解藕。 從電路來說, 總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大, 驅動電路要把電容充電、放電, 才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候, 電流比較大, 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是晶元管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種雜訊,會影響前級的正常工作,這就是所謂的「耦合」。
去藕電容就是起到一個「電池」的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關雜訊提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般取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,依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。
旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。
3.濾波
從理論上(即假設電容為純電容)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,所以頻率高後反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容並聯了一個小電容,這時大電容通低頻,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,電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。
曾有網友形象地將濾波電容比作「水塘」。由於電容的兩端電壓不會突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個水塘,不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化,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。
4.儲能
儲能型電容器通過整流器收集電荷,並將存儲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220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是較為常用的。根據不同的電源要求,器件有時會採用串聯、並聯或其組合的形式, 對於功率級超過10KW 的電源,通常採用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
2、應用於信號電路,主要完成耦合、振盪/同步及時間常數的作用:
1.耦合
舉個例子來講,晶體管放大器發射極有一個自給偏壓電阻,它同時又使信號產生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合, 這個電阻就是產生了耦合的元件,如果在這個電阻兩端並聯一個電容, 由於適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗,這樣就減小了電阻產生的耦合效應,故稱此電容為去耦電容。
2.振盪/同步
包括RC、LC 振盪器及晶體的負載電容都屬於這一范疇。
3.時間常數
這就是常見的 R、C 串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時,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)
話說電容之二:電容的選擇
通常,應該如何為我們的電路選擇一顆合適的電容呢?筆者認為,應基於以下幾點考慮:
1、靜電容量;
2、額定耐壓;
3、容值誤差;
4、直流偏壓下的電容變化量;
5、雜訊等級;
6、電容的類型;
7、電容的規格。
那麼,是否有捷徑可尋呢?其實,電容作為器件的外圍元件,幾乎每個器件的 Datasheet 或者 Solutions,都比較明確地指明了外圍元件的選擇參數,也就是說,據此可以獲得基本的器件選擇要求,然後再進一步完善細化之。其實選用電容時不僅僅是只看容量和封裝,具體要看產品所使用環境,特殊的電路必須用特殊的電容。
下面是 chip capacitor 根據電介質的介電常數分類, 介電常數直接影響電路的穩定性。
•NP0 or CH (K < 150): 電氣性能最穩定,基本上不隨溫度﹑電壓與時間的改變而改變,適用於對穩定性要求高的高頻電路。鑒於K 值較小,所以在0402、0603、0805 封裝下很難有大容量的電容。如 0603 一般最大的 10nF以下。
•X7R or YB (2000 < K < 4000): 電氣性能較穩定,在溫度﹑電壓與時間改變時性能的變化並不顯著(ΔC < ±10%)。適用於隔直、偶合、旁路與對容量穩定性要求不太高的全頻鑒電路。
•Y5V or YF(K > 15000): 容量穩定性較 X7R 差(ΔC < +20% ~ -80%),容量﹑損耗對溫度、電壓等測試條件較敏感,但由於其K 值較大,所以適用於一些容值要求較高的場合。
話說電容之三:電容的分類
電容的分類方式及種類很多,基於電容的材料特性,其可分為以下幾大類:
1.鋁電解電容
電容容量范圍為0.1μF ~ 22000μF,高脈動電流、長壽命、大容量的不二之選,廣泛應用於電源濾波、解藕等場合。
2.薄膜電容
電容容量范圍為0.1pF ~ 10μF,具有較小公差、較高容量穩定性及極低的壓電效應,因此是X、Y 安全電容、EMI/EMC 的首選。
3.鉭電容
電容容量范圍為2.2μF ~ 560μF,低等效串聯電阻(ESR)、低等效串聯電感(ESL)。脈動吸收、瞬態響應及雜訊抑制都優於鋁電解電容,是高穩定電源的理想選擇。
• 陶瓷電容
電容容量范圍為0.5pF ~ 100μF,獨特的材料和薄膜技術的結晶,迎合了當今「更輕、更薄、更節能「的設計理念。
• 超級電容
電容容量范圍為0.022F ~ 70F,極高的容值,因此又稱做「金電容」或者「法拉電容」。主要特點是:超高容值、良好的充/放電特性,適合於電能存儲和電源備份。缺點是耐壓較低,工作溫度范圍較窄。
話說電容之四:多層陶瓷電容(MLCC)
對於電容而言,小型化和高容量是永恆不變的發展趨勢。其中,要數多層陶瓷電容(MLCC)的發展最快。
多層陶瓷電容在便攜產品中廣泛應用極為廣泛,但近年來數字產品的技術進步對其提出了新要求。例如,手機要求更高的傳輸速率和更高的性能;基帶處理器要求高速度、低電壓;LCD 模塊要求低厚度(0.5mm)、大容量電容。 而汽車環境的苛刻性對多層陶瓷電容更有特殊的要求:首先是耐高溫,放置於其中的多層陶瓷電容必須能滿足150℃ 的工作溫度;其次是在電池電路上需要短路失效保護設計。
也就是說,小型化、高速度和高性能、耐高溫條件、高可靠性已成為陶瓷電容的關鍵特性。
陶瓷電容的容量隨直流偏置電壓的變化而變化。直流偏置電壓降低了介電常數, 因此需要從材料方面,降低介電常數對電壓的依賴,優化直流偏置電壓特性。
應用中較為常見的是 X7R(X5R)類多層陶瓷電容, 它的容量主要集中在1000pF 以上,該類電容器主要性能指標是等效串聯電阻(ESR),在高波紋電流的電源去耦、濾波及低頻信號耦合電路的低功耗表現比較突出。另一類多層陶瓷電容是 C0G 類,它的容量多在 1000pF 以下, 該類電容器主要性能指標是損耗角正切值 tgδ(DF)。傳統的貴金屬電極(NME)的 C0G產品 DF 值范圍是 (2.0 ~ 8.0) × 10-4,而技術創新型賤金屬電極(BME)的C0G 產品 DF 值范圍為 (1.0 ~ 2.5) × 10-4, 約是前者的 31 ~ 50%。 該類產品在載有 T/R 模塊電路的 GSM、CDMA、無繩電話、藍牙、GPS 系統中低功耗特性較為顯著。較多用於各種高頻電路,如振盪/同步器、定時器電路等。話說電容之五:鉭電容替代電解電容的誤區
通常的看法是鉭電容性能比鋁電容好,因為鉭電容的介質為陽極氧化後生成的五氧化二鉭,它的介電能力(通常用ε 表示)比鋁電容的三氧化二鋁介質要高。因此在同樣容量的情況下,鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。(電解電容的電容量取決於介質的介電能力和體積,在容量一定的情況下,介電能力越高,體積就可以做得越小,反之,體積就需要做得越大)再加上鉭的性質比較穩定,所以通常認為鉭電容性能比鋁電容好。
但這種憑陽極判斷電容性能的方法已經過時了,目前決定電解電容性能的關鍵並不在於陽極,而在於電解質,也就是陰極。因為不同的陰極和不同的陽極可以組合成不同種類的電解電容,其性能也大不相同。採用同一種陽極的電容由於電解質的不同,性能可以差距很大,總之陽極對於電容性能的影響遠遠小於陰極。還有一種看法是認為鉭電容比鋁電容性能好,主要是由於鉭加上二氧化錳陰極助威後才有明顯好於鋁電解液電容的表現。如果把鋁電解液電容的陰極更換為二氧化錳, 那麼它的性能其實也能提升不少。
可以肯定,ESR 是衡量一個電容特性的主要參數之一。 但是,選擇電容,應避免 ESR 越低越好,品質越高越好等誤區。衡量一個產品,一定要全方位、多角度的去考慮,切不可把電容的作用有意無意的誇大。
---以上引用了部分網友的經驗總結。
普通電解電容的結構是陽極和陰極和電解質,陽極是鈍化鋁,陰極是純鋁,所以關鍵是在陽極和電解質。陽極的好壞關系著耐壓電介系數等問題。一般來說,鉭電解電容的ESR 要比同等容量同等耐壓的鋁電解電容小很多,高頻性能更好。如果那個電容是用在濾波器電路(比如中心為50Hz 的帶通濾波器)的話,要注意容量變化後對濾波器性能(通帶...)的影響。
話說電容之六:旁路電容的應用問題
嵌入式設計中,要求 MCU 從耗電量很大的處理密集型工作模式進入耗電量很少的空閑/休眠模式。這些轉換很容易引起線路損耗的急劇增加,增加的速率很高,達到 20A/ms 甚至更快。
通常採用旁路電容來解決穩壓器無法適應系統中高速器件引起的負載變化,以確保電源輸出的穩定性及良好的瞬態響應。旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,並向器件進行放電。為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負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致的地電位抬高和雜訊。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。應該明白,大容量和小容量的旁路電容都可能是必需的,有的甚至是多個陶瓷電容和鉭電容。這樣的組合能夠解決上述負載電流或許為階梯變化所帶來的問題,而且還能提供足夠的去耦以抑制電壓和電流毛刺。在負載變化非常劇烈的情況下,則需要三個或更多不同容量的電容,以保證在穩壓器穩壓前提供足夠的電流。快速的瞬態過程由高頻小容量電容來抑制,中速的瞬態過程由低頻大容量來抑制,剩下則交給穩壓器完成了。
還應記住一點,穩壓器也要求電容盡量靠近電壓輸出端。
話說電容之七:電容的等效串聯電阻ESR
普遍的觀點是:一個等效串聯電阻(ESR)很小的相對較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉換時的峰值(紋波)電流。但是,有時這樣的選擇容易引起穩壓器(特別是線性穩壓器 LDO)的不穩定,所以必須合理選擇小容量和大容量電容的容值。永遠記住,穩壓器就是一個放大器,放大器可能出現的各種情況它都會出現。
由於 DC/DC 轉換器的響應速度相對較慢,輸出去耦電容在負載階躍的初始階段起主導的作用,因此需要額外大容量的電容來減緩相對於 DC/DC 轉換器的快速轉換,同時用高頻電容減緩相對於大電容的快速變換。通常,大容量電容的等效串聯電阻應該選擇為合適的值,以便使輸出電壓的峰值和毛刺在器件的Dasheet 規定之內。
高頻轉換中,小容量電容在 0.01μF 到0.1μF 量級就能很好滿足要求。表貼陶瓷電容或者多層陶瓷電容(MLCC)具有更小的 ESR。另外,在這些容值下,它們的體積和 BOM 成本都比較合理。如果局部低頻去耦不充分,則從低頻向高頻轉換時將引起輸入電壓降低。電壓下降過程可能持續數毫秒,時間長短主要取決於穩壓器調節增益和提供較大負載電流的時間。
用 ESR 大的電容並聯比用 ESR 恰好那麼低的單個電容當然更具成本效益。然而,這需要你在 EDAPCB/PCBjishu/" target="_blank" class="infotextkey">PCB 面積、器件數目與成本之間尋求折衷。
話說電容之八:電解電容的電參數
這里的電解電容器主要指鋁電解電容器,其基本的電參數包括下列五點:
1.電容值
電解電容器的容值,取決於在交流電壓下工作時所呈現的阻抗。因此容值,也就是交流電容值,隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標准JISC 5102 規定:鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz,最大交流電壓為 0.5Vrms,DC bias 電壓為1.5 ~ 2.0V 的條件下進行。可以斷言,鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。
2.損耗角正切值 Tan δ
在電容器的等效電路中,串聯等效電阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ, 這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然,Tan δ 隨著測量頻率的增加而變大,隨測量溫度的下降而增大。
3.阻抗 Z
在特定的頻率下,阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗(Z)。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關,且與 ESR 也有關系。
Z = √ [ESR2 + (XL - XC)2 ]
式中,XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC
XL = ωL = 2πfL
電容的容抗(XC)在低頻率范圍內隨著頻率的增加逐步減小,頻率繼續增加達到中頻范圍時電抗(XL)降至 ESR 的值。當頻率達到高頻范圍時感抗(XL)變為主導,所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。
4.漏電流
電容器的介質對直流電流具有很大的阻礙作用。然而,由於鋁氧化膜介質上浸有電解液,在施加電壓時,重新形成的以及修復氧化膜的時候會產生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常,漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。
5.紋波電流和紋波電壓
在一些資料中將此二者稱做「漣波電流」和「漣波電壓」,其實就是 ripplecurrent,ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR 之間的關系密切,可以用下面的式子表示:
Urms = Irms × R
式中,Vrms 表示紋波電壓
Irms 表示紋波電流
R 表示電容的 ESR
由上可見,當紋波電流增大的時候,即使在 ESR 保持不變的情況下,漣波電壓也會成倍提高。換言之,當紋波電壓增大時,紋波電流也隨之增大,這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流後,由於電容內部的等效串連電阻(ESR)引起發熱,從而影響到電容器的使用壽命。一般的,紋波電流與頻率成正比,因此低頻時紋波電流也比較低。
話說電容之九:電容器參數的基本公式
1.容量(法拉)
英制: C = ( 0.224 × K • A) / TD
公制: C = ( 0.0884 × K • A) / TD
2.電容器中存儲的能量
E = ½ CV2
3.電容器的線性充電量
I = C (dV/dt)
4.電容的總阻抗(歐姆)
Z = √ [ RS2 + (XC – XL)2 ]
5.容性電抗(歐姆)
XC = 1/(2πfC)
6.相位角 Ф
理想電容器:超前當前電壓 90º
理想電感器:滯後當前電壓 90º
理想電阻器:與當前電壓的相位相同
7.耗散系數 (%)
D.F. = tan δ (損耗角)
= ESR / XC
= (2πfC)(ESR)
8.品質因素
Q = cotan δ = 1/ DF
9.等效串聯電阻ESR(歐姆)
ESR = (DF) XC = DF/ 2πfC
10.功率消耗
Power Loss = (2πfCV2) (DF)
11.功率因數
PF = sin δ (loss angle) – cos Ф (相位角)
12.均方根
rms = 0.707 × Vp
13.千伏安KVA (千瓦)
KVA = 2πfCV2 × 10-3
14.電容器的溫度系數
T.C. = [ (Ct – C25) / C25 (Tt – 25) ] × 106
15.容量損耗(%)
CD = [ (C1 – C2) / C1 ] × 100
16.陶瓷電容的可靠性
L0 / Lt = (Vt / V0) X (Tt / T0)Y
17.串聯時的容值
n 個電容串聯:1/CT = 1/C1 + 1/C2 + …. + 1/Cn
兩個電容串聯:CT = C1 • C2 / (C1 + C2)
18.並聯時的容值
CT = C1 + C2 + …. + Cn
19.重復次數(Againg Rate)
A.R. = % ΔC / decade of time
上述公式中的符號說明如下:
K = 介電常數
A = 面積
TD = 絕緣層厚度
V = 電壓
t = 時間
RS = 串聯電阻
f = 頻率
L = 電感感性系數
δ = 損耗角
Ф = 相位角
L0 = 使用壽命
Lt = 試驗壽命
Vt = 測試電壓
V0 = 工作電壓
Tt = 測試溫度
T0 = 工作溫度
X , Y = 電壓與溫度的效應指數。
話說電容之十:電源輸入端的X,Y 安全電容
在交流電源輸入端,一般需要增加三個電容來抑制EMI 傳導干擾。
交流電源的輸入一般可分為三根線:火線(L)/零線(N)/地線(G)。在火線和地線之間及在零線和地線之間並接的電容,一般稱之為Y 電容。這兩個Y電容連接的位置比較關鍵,必須需要符合相關安全標准,以防引起電子設備漏電或機殼帶電,容易危及人身安全及生命,所以它們都屬於安全電容,要求電容值不能偏大,而耐壓必須較高。一般地,工作在亞熱帶的機器,要求對地漏電電流不能超過0.7mA;工作在溫帶機器,要求對地漏電電流不能超過0.35mA。因此,Y 電容的總容量一般都不能超過4700pF。
根據IEC 60384-14,電容器分為X電容及Y電容,
1. X電容是指跨於L-N之間的電容器,
2. Y電容是指跨於L-G/N-G之間的電容器。
(L=Line, N=Neutral, G=Ground)
X電容底下又分為X1, X2, X3,主要差別在於:
1. X1耐高壓大於2.5 kV, 小於等於4 kV,
2. X2耐高壓小於等於2.5 kV,
3. X3耐高壓小於等於1.2 kV
Y電容底下又分為Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在於:
1. Y1耐高壓大於8 kV,
2. Y2耐高壓大於5 kV,
3. Y3耐高壓 n/a
4. Y4耐高壓大於2.5 kV
X,Y電容都是安規電容,火線零線間的是X電容,火線與地間的是Y電容.
它們用在電源濾波器里,起到電源濾波作用,分別對共模,差模工擾起濾波作用.
安規電容是指用於這樣的場合,即電容器失效後,不會導致電擊,不危及人身安全. 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 —— 安規電容安全等級 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 ≥150V ≤250V Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V Y4 基本絕緣或附加絕緣 <150V 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電容的容量應不大於0.1uF。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全餘量,避免在極端惡劣環境條件下出現擊穿短路現象,Y電容的耐壓性能對保護人身安全具有重要意義
在濾波電路上有X電容,就是跨接L-N線;Y電容就是N-G線。
在安規標准上有按脈沖電壓分X1,X2,X3電容;按絕緣等級來分Y1,Y2,Y3來分。
(這些都不是按什麼材質來分的,以後多學習。)
至於安規標准各個國家有一些差別,但額定電壓無非就是250和400。
各大廠家做的安規電容就是要滿足這個安規標準的需求,一個安規電容可以滿足Y電容的要求,也有可以做成滿足X電容要求。所以就有的安規電容上標X1Y1,X1Y2...
火線與0線之間接個電容就是是X,而火線與地線之間接個電容像個Y。
由於火線與0線直接電容,受電壓峰值的影響,避免短路,比較注重的參數就是耐壓等級,在電容值上沒有定限制值。
火線與地線直接電容要涉及到漏電安全的問題,因此它注重的參數就是絕緣等級
『伍』 電容在電路中的作用是什麼
電容在電路中有四個大作用。
『陸』 電容在電路中的作用是什麼
電容在電路中的作用:具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性,廣泛應用在耦合、隔直、旁路、濾波、調諧、能量轉換和自動控制等。
1、濾波電容:它接在直流電壓的正負極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑,通常採用大容量的電解電容,也可以在電路中同時並接其它類型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2、退耦電容:並接於放大電路的電源正負極之間,防止由電源內阻形成的正反饋而引起的寄生振盪。
3、旁路電容:在交直流信號的電路中,將電容並接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上,為交流信號或脈沖信號設置一條通路,避免交流信號成分因通過電阻產生壓降衰減。
4、耦合電容:在交流信號處理電路中,用於連接信號源和信號處理電路或者作為兩放大器的級間連接,用於隔斷直流,讓交流信號或脈沖信號通過,使前後級放大電路的直流工作點互不影響。
5、調諧電容:連接在諧振電路的振盪線圈兩端,起到選擇振盪頻率的作用。
6、襯墊電容:與諧振電路主電容串聯的輔助性電容,調整它可使振盪信號頻率范圍變小,並能顯著地提高低頻端的振盪頻率。
7、補償電容:與諧振電路主電容並聯的輔助性電容,調整該電容能使振盪信號頻率范圍擴大。
8、中和電容:並接在三極體放大器的基極與發射極之間,構成負反饋網路,以抑制三極體極間電容造成的自激振盪。
9、穩頻電容:在振盪電路中,起穩定振盪頻率的作用。
10、定時電容:在RC時間常數電路中與電阻R串聯,共同決定充放電時間長短的電容。
11、加速電容:接在振盪器反饋電路中,使正反饋過程加速,提高振盪信號的幅度。
12、縮短電容:在UHF高頻頭電路中,為了縮短振盪電感器長度而串聯的電容。
13、克拉波電容:在電容三點式振盪電路中,與電感振盪線圈串聯的電容,起到消除晶體管結電容對頻率穩定性影響的作用。
14、錫拉電容:在電容三點式振盪電路中,與電感振盪線圈兩端並聯的電容,起到消除晶體管結電容的影響,使振盪器在高頻端容易起振。
15、穩幅電容:在鑒頻器中,用於穩定輸出信號的幅度。
16、預加重電容:為了避免音頻調制信號在處理過程中造成對分頻量衰減和丟失,而設置的RC高頻分量提升網路電容。
17、去加重電容:為了恢復原伴音信號,要求對音頻信號中經預加重所提升的高頻分量和雜訊一起衰減掉,設置RC在網路中的電容。
18、移相電容:用於改變交流信號相位的電容。
19、反饋電容:跨接於放大器的輸入與輸出端之間,使輸出信號回輸到輸入端的電容。
20、降壓限流電容:串聯在交流迴路中,利用電容對交流電的容抗特性,對交流電進行限流,從而構成分壓電路。
21、逆程電容:用於行掃描輸出電路,並接在行輸出管的集電極與發射極之間,以產生高壓行掃描鋸齒波逆程脈沖,其耐壓一般在1500伏以上。
22、S校正電容:串接在偏轉線圈迴路中,用於校正顯象管邊緣的延伸線性失真。
23、自舉升壓電容:利用電容器的充、放電儲能特性提升電路某點的電位,使該點電位達到供電端電壓值的2倍。
24、消亮點電容:設置在視放電路中,用於關機時消除顯象管上殘余亮點的電容。
25、軟啟動電容:一般接在開關電源的開關管基極上,防止在開啟電源時,過大的浪涌電流或過高的峰值電壓加到開關管基極上,導致開關管損壞。
26、啟動電容:串接在單相電動機的副繞組上,為電動機提供啟動移相交流電壓,在電動機正常運轉後與副繞組斷開。
27、運轉電容:與單相電動機的副繞組串聯,為電動機副繞組提供移相交流電流。在電動機正常運行時,與副繞組保持串接。
『柒』 電路中電容能起什麼作用
電容在電路中的作用主要有以下幾方面:
1.濾波電容:它接在直流電源的正、負極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑。一般常採用大容量的電解電容器,也可以在電路中同時並接其他類型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2.退耦電容:並接於放大電路的電源正、負極之間,防止由電源內阻形成的正反饋而引起的寄生振盪。
3.旁路電容:在交、直流信號的電路中,將電容並接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上,為交流信號或脈沖信號設置一條通路,避免交流信號成分因通過電阻產生壓降衰減。
4.耦合電容:在交流信號處理電路中,用於連接信號源和信號處理電路或者作兩放大器的級間連接,用以隔斷直流,讓交流信號或脈沖信號通過,使前後級放大電路的直流工作點互不影響。
5.調諧電容:連接在諧振電路的振盪線圈兩端,起到選擇振盪頻率的作用。
6.襯墊電容:與諧振電路主電容串聯的輔助性電容,調整它可使振盪信號頻率范圍變小,並能顯著地提高低頻端的振盪頻率。適當地選定襯墊電容的容量,可以將低端頻率曲線向上提升,接近於理想頻率跟蹤曲線。
7.補償電容:它是與諧振電路主電容並聯的輔助性電容,調整該電容能使振盪信號頻率范圍擴大。
8.中和電容:並接在三極體放大器的基極與發射極之間,構成負反饋網路,以抑制三極體極間電容造成的自激振盪。
9.穩頻電容:在振盪電路中,起穩定振盪頻率的作用。
10.定時電容:在RC時間常數電路中與電阻R串聯,共同決定充放電時間長短的電容。
11.加速電容:接在振盪器反饋電路中,使正反饋過程加速,提高振盪信號的幅度。
12.縮短電容:在UHF高頻頭電路中,為了縮短振盪電感器長度而串接的電容。
13.克拉潑電容:在電容三點式振盪電路中,與電感振盪線圈串聯的電容,起到消除晶體管結電容對頻率穩定性影響的作用。
14.鍋拉電容:在電容三點式振盪電路中,與電感振盪線圈兩端並聯的電容,起到消除晶體管結電容的影響,使振盪器在高頻端容易起振。
15.穩幅電容:在鑒頻器中,用於穩定輸出信號的幅度。
16.預加重電容:為了避免音頻調制信號在處理過程中造成對分頻量衰減和丟失,而設置的RC高頻分量提升網路電容。
17.去加重電容:為恢復原伴音信號,要求對音頻信號中經預加重所提升的高頻分量和雜訊一起衰減掉,設置在RC網路中的電容。
18.移相電容:用於改變交流信號相位的電容。
19.反饋電容:跨接於放大器的輸入與輸出端之間,使輸出信號回輸到輸入端的電容。
20.降壓限流電容:串聯在交流電迴路中,利用電容對交流電的容抗特性,對交流電進行限流,從而構成分壓電路。
21.逆程電容:用於行掃描輸出電路,並接在行輸出管的集電極與發射極之間,以產生高壓行掃描鋸齒波逆程脈沖,其耐壓一般在1500V以上。
22.S校正電容:串接在偏轉線圈迴路中,用於校正顯像管邊緣的延伸線性失真。
23.自舉升壓電容:利用電容器的充、放電儲能特性提升電路某點的電位,使該點電位達到供電端電壓值的倍。
24.消亮點電容:設置在視放電路中,用於關機時消除顯像管上殘余亮點的電容。
25.軟啟動電容:一般接在開關電源的開關管基極上,防止在開啟電源時,過大的浪涌電流或過高的峰值電壓加到開關管基極上,導致開關管損壞。
26.啟動電容:串接在單相電動機的副繞組上,為電動機提供啟動移相交流電壓。在電動機正常運轉後與副繞組斷開。
27.運轉電容:與單相電動機的副繞組串聯,為電動機副繞組提供移相交流電流。在電動機正常運行時,與副繞組保持串接。
『捌』 電容在電路中的作用是什麼
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,
當然還有整流、振盪以及其它的作用。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。在計算機系統
的主板、插卡、電源的電路中,應用了電解電容、紙介電容和瓷介電容等幾類電容,並以
電解電容為主。
紙介電容是由兩層正負錫箔電極和一層夾在錫箔中間的絕緣蠟紙組成,並拆疊成扁體
長方形。額定電壓一般在63V~250V之間,容量較小,基本上是pF(皮法)數量級。現代紙
介電容由於採用了硬塑外殼和樹脂密封包裝,不易老化,又因為它們基本工作在低壓區,
且耐壓值相對較高,所以損壞的可能性較小。萬一遭到電損壞,一般症狀為電容外表發
熱。
瓷介電容是在一塊瓷片的兩邊塗上金屬電極而成,普遍為扁圓形。其電容量較小,都
在pμF(皮微法)數量級。又因為絕緣介質是較厚瓷片,所以額定電壓一般在1~3kV左右,
很難會被電損壞,一般只會出現機械破損。在計算機系統中應用極少,每個電路板中分別
只有2~4枚左右。
電解電容的結構與紙介電容相似,不同的是作為電極的兩種金屬箔不同(所以在電解
電容上有正負極之分,且一般只標明負極),兩電極金屬箔與紙介質捲成圓柱形後,裝在
盛有電解液的圓形鋁桶中封閉起來。因此,如若電容器漏電,就容易引起電解液發熱,從
而出現外殼鼓起或爆裂現象。電解電容都是圓柱形(圖1),體積大而容量大,在電容器上
所標明的參數一般有電容量(單位:微法)、額定電壓(單位:伏特),以及最高工作溫度(單
位:℃)。其中,耐壓值一般在幾伏特~幾百伏特之間,容量一般在幾微法~幾千微法之
間,最高工作溫度一般為85℃~105℃。指明電解電容的最高工作溫度,就是針對其電解
液受熱後易膨脹這一特點的。所以,電解電容出現外殼鼓起或爆裂,並非只有漏電才出
現,工作環境溫度過高同樣也會出現。
1.電容器主要用於交流電路及脈沖電路中,在直流電路中電容器一般起隔斷直流的作用。
2.電容既不產生也不消耗能量,是儲能元件。
3.電容器在電力系統中是提高功率因數的重要器件;在電子電路中是獲得振盪、濾波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。
4.因為在工業上使用的負載主要是電動機感性負載,所以要並電容這容性負載才能使電網平衡.
5.在接地線上,為什麼有的也要通過電容後再接地咧?
答:在直流電路中是抗干擾,把干擾脈沖通過電容接地(在這次要作用是隔直——電路中的電位關系);交流電路中也有這樣通過電容接地的,一般容量較小,也是抗干擾和電位隔離作用.
6.電容補嘗功率因數是怎麼回事?
答:因為在電容上建立電壓首先需要有個充電過程,隨著充電過程,電容上的電壓逐步提高,這樣就會先有電流,後建立電壓的過程,通常我們叫電流超前電壓90度(電容電流迴路中無電阻和電感元件時,叫純電容電路)。電動機、變壓器等有線圈的電感電路,因通過電感的電流不能突變的原因,它與電容正好相反,需要先在線圈兩端建立電壓,後才有電流(電感電流迴路中無電阻和電容時,叫純電感電路),純電感電路的電流滯後電壓90度。由於功率是電壓乘以電流,當電壓與電流不同時產生時(如:當電容器上的電壓最大時,電已充滿,電流為0;電感上先有電壓時,電感電流也為0),這樣,得到的乘積(功率)也為0!這就是無功。那麼,電容的電壓與電流之間的關系正好與電感的電壓與電流的關系相反,就用電容來補償電感產生的無功,這就是無功補償的原理。
『玖』 電容在電路中起的作用是什麼
電容器的種類很多,不同種類的電容器其作用也不同。在中央空調系統中,常采版用電解電容器作為控制電路中權的濾波元件,用無極性的電容器串聯在壓縮機(單相非同步)電動機的繞組中,使電動機啟動繞組在啟動時,電流領先運行超過啟動電流一個相位角,從而得到啟動轉矩,使電動機容易啟動。
『拾』 電容在電路中有哪些作用啊
電容在電路中的作用:
●耦合:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用
。
●濾波:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除
。
●退耦:用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。
●高頻消振:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,採用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫
。
●諧振:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC並聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路。
●旁路:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信號頻率不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路
。
●中和:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,採用這種中和電容電路,以消除自激。
●定時:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數大小的作用
。
●積分:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中,採用這種積分電容電路,可以從場復合同步信號中取出場同步信號
。
●微分:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信號,採用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發信號。
●補償:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信號中的低頻信號,此外,還有高頻補償電容電路。
●自舉:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路採用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。
●分頻:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段。