电容器在电路中的作用Word文档格式.docx
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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。
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220~150000μF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。
电容器的基本功能——充电和放电
充电和放电是电容器的基本功能。
充电
使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。
这时电容器的两个极板总是一个极板带正电,另一个极板带等量的负电。
把电容器的一个极板接电源(如)的正极,另一个极板接电源的负极,两个极板就分别带上了等量的异种电荷。
充电后电容器的两极板之间就有了电场,充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。
放电
使充电后的电容器失去电荷(释放电荷和电能)的过程称为放电。
例如,用一根导线把电容器的两极接通,两极上的电荷互相中和,电容器就会放出电荷和电能。
放电后电容器的两极板之间的电场消失,电能转化为其它形式的能。
电容器
在一般的电子电路中,常用电容器来实现旁路、、滤波、、相移以及波形变换等,这些作用都是其充电和放电功能的演变。
电容器主要特性参数
标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器的基本单位是,简称法(F),但是,这个单位太大,在实地标注中很少采用。
其它单位关系如下:
1F=1000mF
1mF=1000μF
1μF=1000nF
1nF=1000pF
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:
00(01)-±
1%、0(02)-±
2%、Ⅰ-±
5%、Ⅱ-±
10%、Ⅲ-±
20%、Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。
各种电容介绍
额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
绝缘电阻
直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻.
像陶瓷电容器、薄膜电容器的话,电阻是越大越好的,而铝电解电容之类的绝缘电阻是越小越好。
电容的时间常数:
为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
损耗
电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。
各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
频率特性
随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
。
温度系数
在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值。
温度系数越小越好。
常用公式
平行板电容器公式中C=εS/4πkd
电容器的型号命名与标示
电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。
依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分:
名称,用字母表示,电容器用C。
第二部分:
材料,用字母表示。
第三部分:
分类,一般用数字表示,个别用字母表示。
第四部分:
序号,用数字表示。
空调配件电容器
用字母表示产品的材料:
A-钽电解、B-等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
电容器容量标示
1、直标法
用数字和单位符号直接标出。
如1uF表示1微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、文字符号法
用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。
如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.
3、色标法
用色环或色点表示电容器的主要参数。
电容器的色标法与相同。
电容器偏差标志符号:
+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z
4、数学计数法:
如上图瓷介电容,标值272,容量就是:
27X100pf=2700pf.如果标值473,即为47X1000pf=后面的2、3,都表示10的多少次方)。
又如:
332=33X100pf=3300pf。
电容器如何命名
各国电容器的型号命名都很不统一,国产电容器的型号一般有四部分组成(不适用于压敏电容器、可变电容器和真空电容器)依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分为名称,用
字母C表示
第二部分为材料,
用字母表示
第三部分为分类,用数字表示,
也有个别用字母表示的
第四部分
为序号,
用数字表示,以区
别电容器的外形尺寸及性能指标。
字母及含义
数字或字母
含义
瓷介电容
云母电容
有机电容
电解电容
A—钽电解
1
圆形
非密封
箔式
B—聚苯乙烯等
非极性薄膜
2
管形
3
叠片
密封
烧结粉固体
C—高频陶瓷
4
独石
D—铝电解
5
穿心
E—其他材料电解
6
支柱等
G—合金电解
H—复合介质
7
无极性
I—玻璃釉
8
高压
J—金属化纸介
9
特殊
L—涤纶等极性有机薄膜
G
高功率
T
叠片式
N—铌电解
W
微调
O—玻璃膜
Q—漆膜
J
金属化纸介
T—低频陶瓷
V—云母纸
Y
Y—云母
Z—纸介
电容器的分类
1、按照结构分三大类:
固定电容器、可变电容器和微调电容器。
2、按电解质分类:
有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
电热电容器
3、按用途分有:
高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
4、按制造材料的不同可以分为:
瓷介电容、、电解电容、,还有先进的聚丙烯电容等等
5、高频旁路:
、、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
6、低频旁路:
纸介电容器、陶瓷电容器、、涤纶电容器。
7、滤波:
铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
8、调谐:
陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
9、低耦合:
纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
10、小型电容:
金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
常用电容器
铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条中间卷绕而成,薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.。
容量大,能耐受大的脉动电流。
容量误差大,泄漏电流大;
普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率。
低频旁路、信号耦合、电源滤波。
钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体。
温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好