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元器件资料

上一篇 / 下一篇  2016-04-30 14:51:14 / 个人分类:技术生涯

元器件资料整理之电容篇

一、电容是个啥

电容结构很简单,也就是两块导体板子中间加点东西而已,你就想象成三明治好了。如下图(希望你不要太饿)主要作用呢有很多,其实最简单的来说不就是进行电荷或者能量的转移和变换么,所有的元器件都可以这么简单理解。后面我会分直流作用和交流作用两种来说明,稍安勿躁哈。

二、电容的一些特性

接着介绍一些电容的特性吧,因为真正会用还是建立在对元器件各种特性的认识上的,包括物理特性,电路特性,工艺生产的特性,甚至生产成本的特性,作为工程师来讲,树立产品的观念而不仅仅是技术的观念还是很重要的。但是,先还是要把技术观念搞扎实点。我也是尽可能的介绍一些主要特性吧,很多面在下暂时见识有限,慢慢补充吧。看官勿怪。

1、容量特性

就是电容的大小呗,很简单。工业设备级别容量都非常大,我也不了解,不说了。一般电路电子系统里用的电容最大也有上千上万微法的,不过用的地方也不太多,容量就像水池嘛,而且是用来缓冲的水池,主要看地方。电压电流变化大,纹波太大的地方一般需要大容量电容,这个好理解,水池小了它挡不住啊。

 铝电解电容用的很多,容量范围也很大,从零点几到上万微法的都很齐全,特性也不错,关键是制造成本也小啊,所以大量应用。

 瓷片电容的容量一般都比较小,皮法到几微法,体积也很小,适合高密度应用,根据特定场合来用,后续介绍。

        CBB电容应用的也比较多,容量呢不大,一般小于10微法。

        安规电容的容量也不大,基本在数十微法以下,主要在于高压的功能特性。

  总的来说,电解电容的容量最大,其他的类型容量小很多,具体应用中也经常根据特性来配合使用。

2、电压特性

就是耐压值了,电解电容的耐压值器件上都标定的有,耐压高的个头都比较大。各种类型的电容耐压值也都有,范围比较大,选取的时候耐压值一般大于应用1.5倍左右。高压后电容会被击穿,造成电路损坏。所以电容耐压值得选型时非常要紧的,尽量保证一定的裕量。

3、电容的温度特性

电容的温度特性也是很要紧的一项参数,在一些高温或者低温环境下电容出了问题造成系统出了问题后,很难查找。所以在温度特殊环境应用下必须要考虑到电容的温度选型。

温度对电解液型的电容影响最大,因为会在高温下干涸,一般每增加10摄氏度,电容的寿命就减小一半啊!所以液态型的电解电容寿命受温度影响很大。因此在温度要求特殊的环境下,必须注意考虑。在用的很多的贴片陶瓷电容中,NPO电容是一种具有温度补偿特性的电容,是电容量和电解质特性最稳定的电容类型之一。关于应用对于这一点,其实并不难,高温或者低温下特别注意下就行了,尤其是电解电容。很细节的东西没必要知道要多。

4、电容的直流特性

电容的直流特性,对直流来说就是开路状态。为什么要电路中要对直流开路呢,因为电路中信号还有交流啊,不是非要直流不可啊。再者,电路都有直流偏置工作点,如果受到其他直流干扰就可能没法正常工作,这样就通过电容把一个个直流偏置点隔离开。

5、电容的交流特性

没错,电容的特性主要还是体现在交流。虽然说电容是隔直流通交流,但是并不是真正的通过交流信号,而是通过磁场和电场的作用实现了信号在两个极板在的类似导通,我觉得耦合这个词最能反映这一解释,打个比方,电子携带电信号和能量跑到一个极板,过不去,然后交给对面的兄弟继续走。在这个过程中就涉及到很多点,比喻通过多大信号,多大频率,这个通道在不同环境下的特性改变等。

关于电容的交流特性有很多说法,滤波、耦合、旁路、退耦等。其实我觉得都是一样的罢了,利用电容的交流特性实现信号的通和不通。主要是利用电容的阻抗特性。简单说电容的阻抗就是1/jwc。不论是信号还是噪声,根据频率选择合适的电容来让信号通不通过。譬如通高频阻低频。当然这里还有寄生电阻和电感的问题。平时应用时主要注意的还是信号的特性,频率特性,从而选择适合的电容。电解电容的ESR比较大,容量比较大,一般在电源电路中用的比较多,主要是抗得住大的纹波电流和电压冲击。在低频应用中也比较多。在高频应用中贴片电容用的多,一个是面积小,再者是ESR小。

6、时域特性

因为充放电,所以在时域上,电容具有延时的作用。具体应用中,有的需要延时,有的则需要避免延时。具体的延时时间由充放电的电流大小和电容的容量大小决定。电量Q=CV=IT

7、频域特性

   在频域上电容用的最多的就是补偿了,关于相位和稳定性。因为系统的稳定性和相位直接联系,通过电容的作用就会改变相位,从而保证系统稳定。关于这一点和上文中的温度特性有关,如果说因为温度影响了电容的补偿特性造成系统不稳定,这样问题时很难查找的,因此在电容补偿环路时,特殊点一定要考虑到电容的应用特性。

小结:限于本人的工程实践有限,因此介绍的并不全面和详细,但是很希望这样一步步总结合学习。与大家共勉。


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TAG: 电容 电阻 元器件 资料

 

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