『壹』 电容在不同电路中的名称及作用是什么
电容器是一种储能元件,具有“隔直通交,阴低频通高频”的特性,人们为了认识和鉴别不同电路中的电容器,根据其在线路中的作用而给它起了许多名称,了解这些名称和作用,对读图是垫脚有帮助的.下面介绍一些常用名称的含义.1、滤波电容它并接在电路正负极之间,把电路中无用的交流电流去掉,一般采用大容量电解电容器,也有采用其他固定电容器的.2、退耦电容并接于电路正负极之间,可防止电路通过电源内阻形成的正反馈通路而引起的寄生振荡.3、耦合电容连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之间,用以隔断直流电,让交流电或脉动信号通过,使相信的放大器直流工作点互不影响.4、旁路电容并接在电阻两端或由某点直接跨接至共用电信为交直流信号中的交流或脉动信号设置一条通路,避免交流成分在通过电阻时产生压降.5、中和电容连接于三极管基极与集电极之间,用于克服三极管极间电容而引起的自激振荡.6、槽路电容(调谐电容)连接于谐振电路或振荡电路线圈两端的电容.7、垫整电容在电路在能使振荡信号的频率范围减小,而且显著提高低频端振荡频率的电容,它是与槽路主电容串联的.8、补偿电容在振荡电路中,能使振荡信号的频率范围得到扩大的电容,它与主电容并联起辅助作用.9、逆程电容并接在行输出管集电极与发射极之间,用来产生行扫描锯齿波逆程的电容.10、自举升压电容利用其储能来提升电路由某的电位,使其电位值高于为该点供电的电源电压.11、“S”校正电容串接于偏转线圈回路中,用于校正两边延伸失真.12、稳频电容在振荡电路中,用来稳定振荡频率的电容.13、定时电容在RC定时电路中与电阻R串联共同决定时间长短的电容.14、降压限流电容串接于交流电路中用于它对交流电的容抗进行分压限流.15、缩短电容这种电容是在UHF高频头中为了缩短振荡电感的长度而串接的电容.16、克拉泼电容在电容三点式振荡电路中,串接在振荡电感线圈的电容,为了水运晶体管结电容的影响,提高频率稳定性.17、锡拉电容在电容三点式振荡电路中,并接在振荡电感线圈两端的电容,为了消除晶体管结电容的影响,使其振荡频率越就越容易起振.18、加速电容接在振荡反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡幅度.19、预加重电容为了防止音频调制信号在调制时可能使高频分量产生衰减或丢失,而适当提升高频分量的RC网络中的电容.20、去加重电容对音频信号中经预加提升的那部分高频分量连同噪音一起衰减掉,恢复伴音信号的本来面貌的RC网络中的电容.21、稳幅电容在鉴频器中,用来稳定输出信号幅度.22、消亮点电容在显像管附属电路中,用以消除关机亮点的电容.23、移相电容用来改变交流电信号相位的电容.24、反馈电容跨接于放大器的输入与输出端用来反馈信号的电容25、软启动电容通常接在电源开关管基极的,防止开机时加在开关基极的浪涌电流或电压太大而损坏开关管.26、启动电容串接于单相电机副绕组,为电机副绕组提供启动用的移相交流电流,电机运转正常时与副绕组断开.27、运转电容串接于单相电机副绕组,为电机副绕组提供移相交流电流,电机运转正常时与副绕组仍串于电路中.交流安规瓷介电容器用于防止电子设备交流回路中的天线电波干扰,防止家用电器等设备的电源噪声,防止设备出现故障时产生触电等电子产品中.28、高频低压瓷介电容器CC1系列为一类高频低压瓷介电容器,用在低损耗和电容量高稳定性的地方或用在要求温度系数有明确规定的地方.如:谐振回路、高频旁路、温度补偿、控制电路时间常数的元件,稳定性要求高的耦合元件.CC81系列为一类高频高压瓷介电容器,用于UR≥0.63KV以上的高压谐振电路中,或用在低损耗和电容量稳定性的地方或用在要求温度系数有明确规定的地方.CT1系列为二类低频带低压瓷介电容器,用于对tgs值和容量稳定性要求不高的电器中,如低频、耦合、滤波、退耦等,亦可用作控制电路的时间常数元件.CT81系列为二类低频高压瓷介电容器.用于高压旁路和耦合电路中,介电常数大,容量大、损耗低.CS1系列——三类低频低压瓷介电容器用于超高频,甚高频电路中作宽带旁路耦合之用,具有介电常数高、体积小、容量大的特点.CT82系列——超高压瓷介电容器多用于对耐压有超高要求的高压旁路中.具有体积小、耐温、耐湿性能好,损耗低的特点.
『贰』 电容在电路中起什么作用
电容在电路中的作用:具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性,广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。
1、滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。
3、旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
4、耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
『叁』 电容在电路板中有什么作用为什么会有这些作用
电容器,通常简称其容纳电荷的本领为电容,用字母C表示。
定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。
定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
【作用】
在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是最常用的电子元件之一。
这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。
但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。
电容器的作用:
●耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用 。
●滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除 。
●退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连 。
●高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫 。
●谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路 。
●旁路:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路 。
●中和:用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激 。
●定时:用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用 。
●积分:用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号 。
●微分:用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。
●补偿:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路 。
●自举:用在自举电路中的电容器称为自举电容,常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度 。
●分频:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段 。
●负载电容:是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整,通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值 。
『肆』 电容在电路有哪些作用,怎么选取!
电容的作用
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。下面分类详述之:
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,这就是所谓的“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,根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF 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。
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1μF 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,电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。
曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。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。
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40~450VDC、电容值在220~150 000μF 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10KW 的电源,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:
1.耦合
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)
话说电容之二:电容的选择
通常,应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢?笔者认为,应基于以下几点考虑:
1、静电容量;
2、额定耐压;
3、容值误差;
4、直流偏压下的电容变化量;
5、噪声等级;
6、电容的类型;
7、电容的规格。
那么,是否有捷径可寻呢?其实,电容作为器件的外围元件,几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions,都比较明确地指明了外围元件的选择参数,也就是说,据此可以获得基本的器件选择要求,然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装,具体要看产品所使用环境,特殊的电路必须用特殊的电容。
下面是 chip capacitor 根据电介质的介电常数分类, 介电常数直接影响电路的稳定性。
•NP0 or CH (K < 150): 电气性能最稳定,基本上不随温度﹑电压与时间的改变而改变,适用于对稳定性要求高的高频电路。鉴于K 值较小,所以在0402、0603、0805 封装下很难有大容量的电容。如 0603 一般最大的 10nF以下。
•X7R or YB (2000 < K < 4000): 电气性能较稳定,在温度﹑电压与时间改变时性能的变化并不显著(ΔC < ±10%)。适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路。
•Y5V or YF(K > 15000): 容量稳定性较 X7R 差(ΔC < +20% ~ -80%),容量﹑损耗对温度、电压等测试条件较敏感,但由于其K 值较大,所以适用于一些容值要求较高的场合。
话说电容之三:电容的分类
电容的分类方式及种类很多,基于电容的材料特性,其可分为以下几大类:
1.铝电解电容
电容容量范围为0.1μF ~ 22000μF,高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选,广泛应用于电源滤波、解藕等场合。
2.薄膜电容
电容容量范围为0.1pF ~ 10μF,具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应,因此是X、Y 安全电容、EMI/EMC 的首选。
3.钽电容
电容容量范围为2.2μF ~ 560μF,低等效串联电阻(ESR)、低等效串联电感(ESL)。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容,是高稳定电源的理想选择。
• 陶瓷电容
电容容量范围为0.5pF ~ 100μF,独特的材料和薄膜技术的结晶,迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。
• 超级电容
电容容量范围为0.022F ~ 70F,极高的容值,因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。主要特点是:超高容值、良好的充/放电特性,适合于电能存储和电源备份。缺点是耐压较低,工作温度范围较窄。
话说电容之四:多层陶瓷电容(MLCC)
对于电容而言,小型化和高容量是永恒不变的发展趋势。其中,要数多层陶瓷电容(MLCC)的发展最快。
多层陶瓷电容在便携产品中广泛应用极为广泛,但近年来数字产品的技术进步对其提出了新要求。例如,手机要求更高的传输速率和更高的性能;基带处理器要求高速度、低电压;LCD 模块要求低厚度(0.5mm)、大容量电容。 而汽车环境的苛刻性对多层陶瓷电容更有特殊的要求:首先是耐高温,放置于其中的多层陶瓷电容必须能满足150℃ 的工作温度;其次是在电池电路上需要短路失效保护设计。
也就是说,小型化、高速度和高性能、耐高温条件、高可靠性已成为陶瓷电容的关键特性。
陶瓷电容的容量随直流偏置电压的变化而变化。直流偏置电压降低了介电常数, 因此需要从材料方面,降低介电常数对电压的依赖,优化直流偏置电压特性。
应用中较为常见的是 X7R(X5R)类多层陶瓷电容, 它的容量主要集中在1000pF 以上,该类电容器主要性能指标是等效串联电阻(ESR),在高波纹电流的电源去耦、滤波及低频信号耦合电路的低功耗表现比较突出。另一类多层陶瓷电容是 C0G 类,它的容量多在 1000pF 以下, 该类电容器主要性能指标是损耗角正切值 tgδ(DF)。传统的贵金属电极(NME)的 C0G产品 DF 值范围是 (2.0 ~ 8.0) × 10-4,而技术创新型贱金属电极(BME)的C0G 产品 DF 值范围为 (1.0 ~ 2.5) × 10-4, 约是前者的 31 ~ 50%。 该类产品在载有 T/R 模块电路的 GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS 系统中低功耗特性较为显著。较多用于各种高频电路,如振荡/同步器、定时器电路等。话说电容之五:钽电容替代电解电容的误区
通常的看法是钽电容性能比铝电容好,因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽,它的介电能力(通常用ε 表示)比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下,钽电容的体积能比铝电容做得更小。(电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积,在容量一定的情况下,介电能力越高,体积就可以做得越小,反之,体积就需要做得越大)再加上钽的性质比较稳定,所以通常认为钽电容性能比铝电容好。
但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了,目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极,而在于电解质,也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容,其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于电解质的不同,性能可以差距很大,总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。还有一种看法是认为钽电容比铝电容性能好,主要是由于钽加上二氧化锰阴极助威后才有明显好于铝电解液电容的表现。如果把铝电解液电容的阴极更换为二氧化锰, 那么它的性能其实也能提升不少。
可以肯定,ESR 是衡量一个电容特性的主要参数之一。 但是,选择电容,应避免 ESR 越低越好,品质越高越好等误区。衡量一个产品,一定要全方位、多角度的去考虑,切不可把电容的作用有意无意的夸大。
---以上引用了部分网友的经验总结。
普通电解电容的结构是阳极和阴极和电解质,阳极是钝化铝,阴极是纯铝,所以关键是在阳极和电解质。阳极的好坏关系着耐压电介系数等问题。一般来说,钽电解电容的ESR 要比同等容量同等耐压的铝电解电容小很多,高频性能更好。如果那个电容是用在滤波器电路(比如中心为50Hz 的带通滤波器)的话,要注意容量变化后对滤波器性能(通带...)的影响。
话说电容之六:旁路电容的应用问题
嵌入式设计中,要求 MCU 从耗电量很大的处理密集型工作模式进入耗电量很少的空闲/休眠模式。这些转换很容易引起线路损耗的急剧增加,增加的速率很高,达到 20A/ms 甚至更快。
通常采用旁路电容来解决稳压器无法适应系统中高速器件引起的负载变化,以确保电源输出的稳定性及良好的瞬态响应。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大电流毛刺时的电压降。应该明白,大容量和小容量的旁路电容都可能是必需的,有的甚至是多个陶瓷电容和钽电容。这样的组合能够解决上述负载电流或许为阶梯变化所带来的问题,而且还能提供足够的去耦以抑制电压和电流毛刺。在负载变化非常剧烈的情况下,则需要三个或更多不同容量的电容,以保证在稳压器稳压前提供足够的电流。快速的瞬态过程由高频小容量电容来抑制,中速的瞬态过程由低频大容量来抑制,剩下则交给稳压器完成了。
还应记住一点,稳压器也要求电容尽量靠近电压输出端。
话说电容之七:电容的等效串联电阻ESR
普遍的观点是:一个等效串联电阻(ESR)很小的相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值(纹波)电流。但是,有时这样的选择容易引起稳压器(特别是线性稳压器 LDO)的不稳定,所以必须合理选择小容量和大容量电容的容值。永远记住,稳压器就是一个放大器,放大器可能出现的各种情况它都会出现。
由于 DC/DC 转换器的响应速度相对较慢,输出去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导的作用,因此需要额外大容量的电容来减缓相对于 DC/DC 转换器的快速转换,同时用高频电容减缓相对于大电容的快速变换。通常,大容量电容的等效串联电阻应该选择为合适的值,以便使输出电压的峰值和毛刺在器件的Dasheet 规定之内。
高频转换中,小容量电容在 0.01μF 到0.1μF 量级就能很好满足要求。表贴陶瓷电容或者多层陶瓷电容(MLCC)具有更小的 ESR。另外,在这些容值下,它们的体积和 BOM 成本都比较合理。如果局部低频去耦不充分,则从低频向高频转换时将引起输入电压降低。电压下降过程可能持续数毫秒,时间长短主要取决于稳压器调节增益和提供较大负载电流的时间。
用 ESR 大的电容并联比用 ESR 恰好那么低的单个电容当然更具成本效益。然而,这需要你在 EDAPCB/PCBjishu/" target="_blank" class="infotextkey">PCB 面积、器件数目与成本之间寻求折衷。
话说电容之八:电解电容的电参数
这里的电解电容器主要指铝电解电容器,其基本的电参数包括下列五点:
1.电容值
电解电容器的容值,取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此容值,也就是交流电容值,随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。在标准JISC 5102 规定:铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为 120Hz,最大交流电压为 0.5Vrms,DC bias 电压为1.5 ~ 2.0V 的条件下进行。可以断言,铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。
2.损耗角正切值 Tan δ
在电容器的等效电路中,串联等效电阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比称之为 Tan δ, 这里的 ESR 是在 120Hz 下计算获得的值。显然,Tan δ 随着测量频率的增加而变大,随测量温度的下降而增大。
3.阻抗 Z
在特定的频率下,阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗(Z)。它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关,且与 ESR 也有关系。
Z = √ [ESR2 + (XL - XC)2 ]
式中,XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC
XL = ωL = 2πfL
电容的容抗(XC)在低频率范围内随着频率的增加逐步减小,频率继续增加达到中频范围时电抗(XL)降至 ESR 的值。当频率达到高频范围时感抗(XL)变为主导,所以阻抗是随着频率的增加而增加。
4.漏电流
电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而,由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流。通常,漏电流会随着温度和电压的升高而增大。
5.纹波电流和纹波电压
在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”,其实就是 ripplecurrent,ripple voltage。 含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。 它们和ESR 之间的关系密切,可以用下面的式子表示:
Urms = Irms × R
式中,Vrms 表示纹波电压
Irms 表示纹波电流
R 表示电容的 ESR
由上可见,当纹波电流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,涟波电压也会成倍提高。换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。
话说电容之九:电容器参数的基本公式
1.容量(法拉)
英制: C = ( 0.224 × K • A) / TD
公制: C = ( 0.0884 × K • A) / TD
2.电容器中存储的能量
E = ½ CV2
3.电容器的线性充电量
I = C (dV/dt)
4.电容的总阻抗(欧姆)
Z = √ [ RS2 + (XC – XL)2 ]
5.容性电抗(欧姆)
XC = 1/(2πfC)
6.相位角 Ф
理想电容器:超前当前电压 90º
理想电感器:滞后当前电压 90º
理想电阻器:与当前电压的相位相同
7.耗散系数 (%)
D.F. = tan δ (损耗角)
= ESR / XC
= (2πfC)(ESR)
8.品质因素
Q = cotan δ = 1/ DF
9.等效串联电阻ESR(欧姆)
ESR = (DF) XC = DF/ 2πfC
10.功率消耗
Power Loss = (2πfCV2) (DF)
11.功率因数
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.电容器的温度系数
T.C. = [ (Ct – C25) / C25 (Tt – 25) ] × 106
15.容量损耗(%)
CD = [ (C1 – C2) / C1 ] × 100
16.陶瓷电容的可靠性
L0 / Lt = (Vt / V0) X (Tt / T0)Y
17.串联时的容值
n 个电容串联:1/CT = 1/C1 + 1/C2 + …. + 1/Cn
两个电容串联:CT = C1 • C2 / (C1 + C2)
18.并联时的容值
CT = C1 + C2 + …. + Cn
19.重复次数(Againg Rate)
A.R. = % ΔC / decade of time
上述公式中的符号说明如下:
K = 介电常数
A = 面积
TD = 绝缘层厚度
V = 电压
t = 时间
RS = 串联电阻
f = 频率
L = 电感感性系数
δ = 损耗角
Ф = 相位角
L0 = 使用寿命
Lt = 试验寿命
Vt = 测试电压
V0 = 工作电压
Tt = 测试温度
T0 = 工作温度
X , Y = 电压与温度的效应指数。
话说电容之十:电源输入端的X,Y 安全电容
在交流电源输入端,一般需要增加三个电容来抑制EMI 传导干扰。
交流电源的输入一般可分为三根线:火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和地线之间及在零线和地线之间并接的电容,一般称之为Y 电容。这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准,以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命,所以它们都属于安全电容,要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。一般地,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y 电容的总容量一般都不能超过4700pF。
根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,
1. X电容是指跨于L-N之间的电容器,
2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。
(L=Line, N=Neutral, G=Ground)
X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差别在于:
1. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV,
2. X2耐高压小于等于2.5 kV,
3. X3耐高压小于等于1.2 kV
Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差别在于:
1. Y1耐高压大于8 kV,
2. Y2耐高压大于5 kV,
3. Y3耐高压 n/a
4. Y4耐高压大于2.5 kV
X,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线与地间的是Y电容.
它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.
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,不危及人身安全. 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) X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ X2 ≤2.5kV Ⅱ X3 ≤1.2kV —— 安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围 Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V 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电压作用下,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0.1uF。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全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义
在滤波电路上有X电容,就是跨接L-N线;Y电容就是N-G线。
在安规标准上有按脉冲电压分X1,X2,X3电容;按绝缘等级来分Y1,Y2,Y3来分。
(这些都不是按什么材质来分的,以后多学习。)
至于安规标准各个国家有一些差别,但额定电压无非就是250和400。
各大厂家做的安规电容就是要满足这个安规标准的需求,一个安规电容可以满足Y电容的要求,也有可以做成满足X电容要求。所以就有的安规电容上标X1Y1,X1Y2...
火线与0线之间接个电容就是是X,而火线与地线之间接个电容像个Y。
由于火线与0线直接电容,受电压峰值的影响,避免短路,比较注重的参数就是耐压等级,在电容值上没有定限制值。
火线与地线直接电容要涉及到漏电安全的问题,因此它注重的参数就是绝缘等级
『伍』 电容在电路中的作用是什么
电容在电路中有四个大作用。
『陆』 电容在电路中的作用是什么
电容在电路中的作用:具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性,广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。
1、滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。
3、旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
4、耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
12、缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。
13、克拉波电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。
14、锡拉电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。
15、稳幅电容:在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。
16、预加重电容:为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失,而设置的RC高频分量提升网络电容。
17、去加重电容:为了恢复原伴音信号,要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉,设置RC在网络中的电容。
18、移相电容:用于改变交流信号相位的电容。
19、反馈电容:跨接于放大器的输入与输出端之间,使输出信号回输到输入端的电容。
20、降压限流电容:串联在交流回路中,利用电容对交流电的容抗特性,对交流电进行限流,从而构成分压电路。
21、逆程电容:用于行扫描输出电路,并接在行输出管的集电极与发射极之间,以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲,其耐压一般在1500伏以上。
22、S校正电容:串接在偏转线圈回路中,用于校正显象管边缘的延伸线性失真。
23、自举升压电容:利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位,使该点电位达到供电端电压值的2倍。
24、消亮点电容:设置在视放电路中,用于关机时消除显象管上残余亮点的电容。
25、软启动电容:一般接在开关电源的开关管基极上,防止在开启电源时,过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上,导致开关管损坏。
26、启动电容:串接在单相电动机的副绕组上,为电动机提供启动移相交流电压,在电动机正常运转后与副绕组断开。
27、运转电容:与单相电动机的副绕组串联,为电动机副绕组提供移相交流电流。在电动机正常运行时,与副绕组保持串接。
『柒』 电路中电容能起什么作用
电容在电路中的作用主要有以下几方面:
1.滤波电容:它接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑。一般常采用大容量的电解电容器,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2.退耦电容:并接于放大电路的电源正、负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。
3.旁路电容:在交、直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
4.耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接,用以隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
5.调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6.衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。适当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。
7.补偿电容:它是与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8.中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。
9.稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。
10.定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11.加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
12.缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串接的电容。
13.克拉泼电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。
14.锅拉电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。
15.稳幅电容:在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。
16.预加重电容:为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失,而设置的RC高频分量提升网络电容。
17.去加重电容:为恢复原伴音信号,要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉,设置在RC网络中的电容。
18.移相电容:用于改变交流信号相位的电容。
19.反馈电容:跨接于放大器的输入与输出端之间,使输出信号回输到输入端的电容。
20.降压限流电容:串联在交流电回路中,利用电容对交流电的容抗特性,对交流电进行限流,从而构成分压电路。
21.逆程电容:用于行扫描输出电路,并接在行输出管的集电极与发射极之间,以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲,其耐压一般在1500V以上。
22.S校正电容:串接在偏转线圈回路中,用于校正显像管边缘的延伸线性失真。
23.自举升压电容:利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位,使该点电位达到供电端电压值的倍。
24.消亮点电容:设置在视放电路中,用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。
25.软启动电容:一般接在开关电源的开关管基极上,防止在开启电源时,过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上,导致开关管损坏。
26.启动电容:串接在单相电动机的副绕组上,为电动机提供启动移相交流电压。在电动机正常运转后与副绕组断开。
27.运转电容:与单相电动机的副绕组串联,为电动机副绕组提供移相交流电流。在电动机正常运行时,与副绕组保持串接。
『捌』 电容在电路中的作用是什么
所谓电容,就是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,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。在计算机系统
的主板、插卡、电源的电路中,应用了电解电容、纸介电容和瓷介电容等几类电容,并以
电解电容为主。
纸介电容是由两层正负锡箔电极和一层夹在锡箔中间的绝缘蜡纸组成,并拆叠成扁体
长方形。额定电压一般在63V~250V之间,容量较小,基本上是pF(皮法)数量级。现代纸
介电容由于采用了硬塑外壳和树脂密封包装,不易老化,又因为它们基本工作在低压区,
且耐压值相对较高,所以损坏的可能性较小。万一遭到电损坏,一般症状为电容外表发
热。
瓷介电容是在一块瓷片的两边涂上金属电极而成,普遍为扁圆形。其电容量较小,都
在pμF(皮微法)数量级。又因为绝缘介质是较厚瓷片,所以额定电压一般在1~3kV左右,
很难会被电损坏,一般只会出现机械破损。在计算机系统中应用极少,每个电路板中分别
只有2~4枚左右。
电解电容的结构与纸介电容相似,不同的是作为电极的两种金属箔不同(所以在电解
电容上有正负极之分,且一般只标明负极),两电极金属箔与纸介质卷成圆柱形后,装在
盛有电解液的圆形铝桶中封闭起来。因此,如若电容器漏电,就容易引起电解液发热,从
而出现外壳鼓起或爆裂现象。电解电容都是圆柱形(图1),体积大而容量大,在电容器上
所标明的参数一般有电容量(单位:微法)、额定电压(单位:伏特),以及最高工作温度(单
位:℃)。其中,耐压值一般在几伏特~几百伏特之间,容量一般在几微法~几千微法之
间,最高工作温度一般为85℃~105℃。指明电解电容的最高工作温度,就是针对其电解
液受热后易膨胀这一特点的。所以,电解电容出现外壳鼓起或爆裂,并非只有漏电才出
现,工作环境温度过高同样也会出现。
1.电容器主要用于交流电路及脉冲电路中,在直流电路中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;在电子电路中是获得振荡、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才能使电网平衡.
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.
6.电容补尝功率因数是怎么回事?
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,因通过电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,叫纯电感电路),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,电已充满,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正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。
『玖』 电容在电路中起的作用是什么
电容器的种类很多,不同种类的电容器其作用也不同。在中央空调系统中,常采版用电解电容器作为控制电路中权的滤波元件,用无极性的电容器串联在压缩机(单相异步)电动机的绕组中,使电动机启动绕组在启动时,电流领先运行超过启动电流一个相位角,从而得到启动转矩,使电动机容易启动。
『拾』 电容在电路中有哪些作用啊
电容在电路中的作用:
●耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用
。
●滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除
。
●退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。
●高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫
。
●谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。
●旁路:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路
。
●中和:用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。
●定时:用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用
。
●积分:用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号
。
●微分:用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。
●补偿:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路。
●自举:用在自举电路中的电容器称为自举电容,常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。
●分频:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段。