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标题: 新闻元器件-电容 [打印本页]

作者: liukai 时间: 2023-7-24 21:14
标题: 新闻元器件-电容

　　电容的功能就是以电场能的形式储存电能量。防爆电容器https://www.cookekolb.com/Products/fbaqxdldrq.html库克库伯电气(上海)有限公司30余年专注无功补偿及谐波治理等电能质量问题。在电力电容器,滤波电容器,自愈式电力电容器,滤波电抗器等产品上有专业的技术和优质的客户服务。

　　电容在通交流的时候，内部的电场和磁场在相互转换。

　　①、隔直流：卒子直流通过而让交流通过

　　②旁路去耦：为交流电路中某些并联元器件提供低阻抗通路

　　③耦合：用做两个电路中的连接，允许交流信号通过并传输到下级电路中

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　　?用电容做耦合的元件，是为了将前级信号传递到后一级，并且隔断前一级的直流对后一级的影响，使电路调试简单，性能稳定。

　　如果不加电容交流信号放大不会改变，只是各级工作点需重新设计，由于前后级影响，调试工作点非常困难，在多级时几乎无法实现。

　　④平滑滤波：将整流以后的脉状波变为接近直流的平滑波，或将纹波及干扰波虑除。? ?eg .?滤波：这个对电路而言很重要，CPU背后的电容基本都是这个作用

　　即频率f越大，电容的阻抗Z越小。当低频时，电容C由于阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；当高频时，电容C由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去了。

　　?⑤温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性

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　　分析：由于定时电容的容量决定了行振荡器的振荡频率，所以要求定时电容的容量非常稳定，不随环境湿度变化而变化，这样才能使行振荡器的振荡频率稳定。因此采用正、负温度系数的电容释联，进行温度互补。

　　当工作温度升高时，Cl的容量在增大，而C2的容量在减小，两只电容并联后的总容量为两只电容容量之和，由于一个容量在增大而另一个在减小，所以总容量基本不变

　　同理，在温度降低时，一个电容的容量在减小而另一个在增大，总的容量基本不变，稳定了振荡频率，实现温度补偿目的。

　　?⑥计时：电容与电阻配合使用，确定电路的时间常数。

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　　?输入信号由低向高跳变时，经过缓冲1后输入RC电路。电容充电的特性使B点的信号并不会跟随输入信号立即跳变，而是有一个逐渐变大的过程。当变大到一定程度时，缓冲2翻转，在输出端得到了一个延迟的由低向高的跳变。

　　⑦调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。

　　因为lc调谐的振荡电路的谐振频率是LC的函数，我们发现振荡电路的最大与最小谐振频率之比随着电容比的平方根变化。此处电容比是指反偏电压最小时的电容与反偏电压最大时的电容之比。因而，电路的调谐特征曲线（偏压一谐振频率）基本上是一条抛物线。

　　?⑧整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件

　　?⑨?储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等．（如今某些电容的储能水平己经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。

　　?10、浪涌电压保护：开关频率很高的现代功率半导体器件易受潜在的损害性电压尖峰脉冲的影响。跨接在功率半导体器件两端的浪涌电压保护电容器通过吸收电压脉冲限制了峰值电压，从而对半导体器件起到了保护作用，使得浪涌电压保护电容器成为功率元件库中的重要一员。

　　11、EMI/RFI 抑制：这些电容器连接在电源的输入端，以减轻由半导体所产生的电磁或无线电干扰。由于直接与主输入线相连，这些电容器易遭受到破坏性的过压和瞬态电压。采用塑膜技术的 X- 级和 Y- 级电容器提供了最为廉价的抑制方法之一。抑制电容器的阻抗随着频率的增加而减小，允许高频电流通过电容器。 X 电容器在线路之间对此电流提供“短路”， Y 电容器则在线路与接地设备之间对此电流提供“短路”。

　　12、控制和逻辑电路：各类电容器均可能被应用于电源控制电路中。除非是在恶劣环境条件的要求，否则这些电容器的选择一般都是低电压低损耗的通用型元件。

　　流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。

　　薄膜电容(Film Capacitor)

　　薄膜电容是通过将两片带有金属电极的塑料膜卷绕成一个圆柱形，最后封装成型；由于其介质通常是塑料材料，也称为塑料薄膜电容；（可分：金属化薄膜电容、金属箔薄膜电容）

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　　电解电容（Electrolytic Capacitor）

　　电解电容是用金属作为阳极(Anode)，并在表面形成一层金属氧化膜作为介质；然后湿式或固态的电解质和金属作为阴极(Cathode)。电解电容大都是有极性的，如果阴极侧的金属，也有一层氧化膜，就是无极性的电解电容。（可分：铝电解电容、钽电解电容、铌电解电容）

　　寿命：?铝电解电容的寿命比较短，选型需要注意。而寿命是和工作温度直接相关的，规格书通常给出产品最高温度时的寿命，例如105℃时，寿命为2000小时。

　　根据经验规律，工作温度每下降10℃，寿命乘以2。如果产品的设计使用寿命为3年，也就是26280小时。则10*log2(26280/2000)=37.3℃，那么设计工作温度不能超过65℃。

　　? ? ? 使用电解液的湿式铝电解电容应用最广；优点就是电容量大、额定电压高、便宜；缺点也很明显，就是寿命较短、温度特性不好、ESR和ESL较大。对于硬件开发来说，需要避免过设计，在满足性能要求的情况下，便宜就是最大的优势。

　　? ? ? 聚合物铝电解电容的ESR较小，容值更稳定，瞬态响应好；由于是固态，抗冲击振动能力比湿式的要好；可以做出较小的SMD封装。当然，湿式的铝电解电容也可以做SMD封装，不过大都是长这样：

　　通常只适用于直流场合，设计工作电压至少要低于额定电压的80%。对于有浪涌防护的电路，其额定浪涌电压要高于防护器件(通常是TVS)的残压。

　　?聚合物铝电解电容的封装长这样：·

　　参数：电容值大，能满足大电流，高频去耦，容值稳定性好等优点

　　?钽(拼音tǎn)电解电容应用最多的应该是利用二氧化锰做固态电解质，主要长这样：

　　?固态钽电解电容内部结构大致如下图所示：

　　? ? ? ?固态钽电容的工作电压需要降额设计。正常情况工作电压要低于额定电压的50%；高温环境或负载阻抗较低时，工作电压要低于额定电压的30%。具体降额要求应严格按照规格书要求。? ? ? ? ? ? ? ? ? ?此外，还需要注意钽电容的承受反向电压的情况，交流成分过大，可能会导致钽电容承受反向电压，导致钽电容失效。固态钽电容的主要失效模式是短路失效，会直接导致电路无法工作，甚至起火等风险。因此，需要额外注意可靠性设计，降低失效率。对于一旦失效，就会造成重大事故的产品，建议不要使用固态钽电容。

　　钽电容与铝电解电容比，在于钽氧化物(五氧化二钽)的介电常数比铝氧化物(三氧化二铝)的高不少，这样相同的体积，钽电容容量要比铝电解电容的要大。钽电容寿命较长，电性能更加稳定。

　　钽电容也有利用导电高分子聚合物(Conductive Polymer)做电解质，结构与上图二氧化锰钽电容类似，就是将二氧化锰换成导电聚合物；导电聚合物的电导率比二氧化锰高，这样ESR就会更低。

　　另外还有湿式的钽电容，特点就是超大容量、高耐压、低直流漏电流，主要用于军事和航天领域。湿式的钽电容主要长这样：

　　铌电解电容与钽电解电容类似，就是铌及其氧化物代替钽；铌氧化物(五氧化二铌)的介电常数比钽氧化物(五氧化二钽)更高；铌电容的性能更加稳定，可靠性更高。

　　AVX有铌电容系列产品，二氧化锰钽电容外观是黄色，而铌电容外观是橙红色，大致长这样：

　　?陶瓷电容（Ceramic Capacitor）

　　陶瓷电容是以陶瓷材料作为介质材料，陶瓷材料有很多种，介电常数、稳定性都有不同，适用于不同的场合。(可分：瓷片电容、多层陶瓷电容)? 片状多层陶瓷电容应该是出货量最大的电容

　　多层陶瓷电容，也就是MLCC，片状(Chip)的多层陶瓷电容是目前世界上使用量最大的电容类型，其标准化封装，尺寸小，适用于自动化高密度贴片生产

　　?多层陶瓷电容的内部结构如下图所示：

　　器件选型，其实就是从器件的规格书上提取相关的信息，判断是否满足产品的设计和应用的要求。

　　? ? ? ? 概述

　　电容作为一个储能元件，可以储存能量。外部电源断开后，电容也可能带电。因此，安全提示十分必要。有些电子设备内部会贴个高压危险。

　　?储存能量就可以当电源，例如超级电容；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?定时：电容充放电需要时间，可以用做定时器；还可以做延时电路，最常见的就是上电延时复位；一些定时芯片如NE556，可以产生三角波

　　· 谐振源：与电感一起组成LC谐振电路，产生固定频率的信号。利用电容通高频、阻低频、隔直流的特性。

　　电源去耦：电源去耦应该是电容最广泛的应用，各种CPU、SOC、ASIC的周围、背面放置了大量的电容，目的就是保持供电电压的稳定。

　　耦合隔直：设计电路时，有些情况下，只希望传递交流信号，不希望传递直流信号，这时候可以使用串联电容来耦合信号。

　　旁路滤波：旁路，顾名思义就是将不需要的交流信号导入大地。滤波其实也是一个意思。在微波射频电路中，各种滤波器的设计都需要使用电容。此外，像EMC设计，对于接口处的LED灯，都会在信号线上加一颗滤波电容，这样可以提高ESD测试时的可靠性。

　　对于我们家用的电子设备，最终都是220V交流市电供电。电源适配器为了减少对电网的干扰，通过相关EMC测试，都会加各种滤波电容。

　　对于L和N之间的电容叫X电容，L、N与PE或GND之间的电容叫Y电容。由于220V交流电具有危险性，会威胁人的人身安全，电子产品都需要满足相关安规标准，例如GB4943和UL60950的相关测试要求。因此，X 电容和Y电容与这些测试直接相关，所以也叫安规电容。?

　　以抗电强度测试为例，根据标准，L、N侧为一次电路，需要与PE或GND之间为基本绝缘。因此，需要在L或N对GND之间加交流1.5kV或者直流2.12kV的耐压测试，持续近1分钟，期间相关漏电流不能超过标准规定值。因此，安规电容，有相当高的耐压要求，同时直流漏电流不能太大。

　　安规电容有高耐压要求，通常使用瓷片电容或者小型薄膜电容。

　　如有不足之处，欢迎补充指正，共同交流学习。

　　参考文章：电容有哪些用途？常见的九大作用_嘀嗒嘀嗒-CSDN博客，

作者: 国家 时间: 2023-7-31 03:11
帮你顶下哈！！

作者: 帅气晓维 时间: 2023-8-9 08:11
谢谢楼主，共同发展

作者: 黑哥 时间: 2023-8-14 22:12
没看完~~~~~~ 先顶，好同志

作者: 屈剑 时间: 2023-8-25 14:51
有竞争才有进步嘛

作者: 葛飞 时间: 2023-9-1 11:45
为自己家乡的社区网贡献点力量，回个帖子

作者: 一生何求 时间: 2023-9-8 21:24
不知该说些什么。。。。。。就是谢谢

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