当前位置:首页 > 电容
  • 一个简单的三角形符号到底意味着什么?

    一个简单的三角形符号到底意味着什么?

    符号是有助于还是妨碍我们思考设计? 符号很重要,但如果一个符号可以表示多种东西呢? 正如我们将看到的那样,这可能会造成问题。在模拟世界中,三角形可以表示运算放大器、比较器或仪表放大器。您可以使用其中之一实现另一个的功能,但系统性能将不是最佳的。本文将讨论其区别以及需要注意的地方,以便我们设计的时候能绕开麻烦。我们将看到,在某些情况下,您根本不想尝试使用错误类型的器件进行设计。 查看图1,哪个三角形表示运算放大器?哪个三角形表示比较器?哪个三角形表示仪表放大器?答案: 它们都是! 图1.运算放大器、仪表放大器和比较器。 那么,它们有何区别,我们为什么要关注?从表1可知,某些特性有很大差别,但它们对电路和系统意味着什么? 表1.运算放大器、比较器和仪表放大器的比较 我们来看看大家是如何陷入困境的…… 反馈 运算放大器具有巨大的增益。学校老师教导我们,开始分析时,两个输入之差等于零。但在现实生活中,这是不可能的。如果开环增益为一百万,那么要在输出上获得5 V,输入上须有5 μV。为使电路可用,我们需要施加反馈,当输出要变得过高时,控制信号会反馈到输入,抵消原始激励——例如负反馈。当用作比较器时,如果没有反馈,输出将直接冲到一个轨或另一个轨。如果是正反馈,输出将在同一方向上被驱动到更远。因此,运算放大器需要负反馈。实际上,当某些运算放大器用作无反馈的比较器时,电源电流可能比数据手册上的最大值高5至10倍1。 但是,对于比较器来说,正反馈才是我们需要的。在没有反馈的情况下,如果比较器的一个输入缓慢超过另一输入的电平,输出将开始缓慢变化。如果系统中存在噪声,例如接地反弹,输出可能会反转,这在控制系统中当然是不希望发生的。但随后它开始回头,产生振荡行为,有时称之为震颤(参见 MT-0832中的图5)。Reza Moghimi的文章“通过迟滞根除比较器的不稳定性”充分介绍了添加正反馈(也称为迟滞)的好处3。 图2.经典三运放仪表放大器 对于仪表放大器,反馈已在内部,添加反馈只会产生不精确的增益。图2显示了一种利用运算放大器构建仪表放大器的典型方法。 注意:每个运放都有反馈。我们从使用标准负反馈图(见图3)开始,仪表放大器为G,期望增益为10,这意味着反馈系数为0.1。接下来,选择仪表放大器固定增益为100。使用式1,实际的闭环增益将为9.09,几乎有10%的误差。因此,将仪表放大器用作运算放大器并为其添加反馈是没有意义的。 图3.经典反馈原理图 运算放大器需要负反馈;比较器需要正反馈;仪表放大器不需要任何反馈。 开环和闭环增益 对于运算放大器,参见式1,开环增益(AVOL)越高,闭环增益将越精确。大多数运算放大器的开环增益在100,000至1000万之间,但某些较早的高速运算放大器可能低至3000。如前所述,开环增益越高,闭环增益误差越小。 对于比较器,如果输出的逻辑摆幅为3 V,并且您需要1 mV阈值,则最小增益须为3000。较高的增益将使不确定性窗口变小,但如果增益过高,微伏级的噪声就会触发比较器。 对于仪表放大器,开环增益的概念并不适用。 输入电容 电路中常常会添加电容以限制带宽。检查图4,乍看之下R1和C1似乎构成了一个低通滤波器。这行不通,可能导致振荡。反相放大器的反馈系数为R2/R1,但在图4中,反馈系数为R2/(R1 // Xc)。随着频率提高,反馈系数也会提高,因此噪声增益以+20 dB/10倍频程的速率上升,而运算放大器开环增益以–20 dB/10倍频程的速率下降。它们在40 dB处交叉,根据控制系统理论,这肯定会产生振荡。限制电路带宽的正确方法是在R2两端放置电容。 图4.尝试减少运算放大器带宽 比较器通常没有负反馈网络,因此图5中比较器前面的简单R和C构成的低通滤波器效果很好。RHYS 应比R7大得多,两者分割输出摆幅以提供少量的正反馈(迟滞)。如果比较器有内置迟滞,例如LTC6752或ADCMP391,则不使用R7和RHYS 。 图5.具有LPF和迟滞的比较器 对于仪表放大器,输入端放置电容是完全可以接受的,如图6中的C4所示。ADI公司仪器仪表指南4第5章中的图形显示了每次使用仪表放大器时都要做的一件好事情。如果用适当的走线和焊盘对印刷电路板进行布局,以允许添加两个电阻和三个电容,那么可以从0Ω电阻和无电容开始,测量系统性能。通过调整五个元件的值,可以单独设置共模滚降和正常模式滚降(详情参见指南)。 图6.RFI滤波器前置于仪表放大器 输出 运算放大器或仪表放大器的输出会从接近一个轨摆动到另一个轨。根据输出级是使用共射极还是共源极配置,输出可能达到任一供电轨的25 mV至200 mV范围内。这被视为轨到轨输出。如果运算放大器由+15 V和–15 V供电,则不便于与数字电路接口。一种糟糕的解决方案是在输出端放置二极管箝位,以保护数字输入免受损坏。但取而代之的是,运算放大器因电流过高而损坏。运算放大器与数字逻辑接口有更复杂的方法,但何必那么麻烦?只需使用比较器即可。 比较器可以有CMOS图腾柱输出,或者有NPN或NMOS开集或开漏输出。虽然开集或开漏输出需要一个上拉电阻,导致上升和下降时间不等,但它有如下优点:比较器采用一个电压(如5 V)供电,并在其他电压(如3.3 V)下与逻辑接口。 重要规格 运算放大器需要一个高于最高信号频率的增益带宽,以使闭环误差保持较低水平。查看式1,我们知道增益带宽应为最高信号频率的10至100倍。如前所述,从式1中可以看出,AVOL 是频率的函数,会影响闭环精度。相位裕量也很重要,它会随容性负载而变化,因此规格表应清楚说明测试条件。为了确保直流精度,失调电压应较低。对于经过调整的双极性运算放大器,25 μV至100 μV比较好;对于FET输入运算放大器,200 μV至500 μV比较好。自稳零/斩波/零漂移运算放大器几乎总是低于20 μV(最大值),这是就整个温度范围而言的。请查阅一些典型运算放大器的数据手册,如ADA4077、ADA4084、ADA4622或ADA4522。 传输延迟是比较器的关键规格。运算放大器在过驱时会变慢,比较器与之不同,当过驱时会变快。规格表有时会提供少量过驱(例如5 mV)下的传输延迟,以及50 mV甚至100 mV的较大过驱下的不同传输延迟。 仪表放大器最重要的指标是共模抑制比(CMRR),因为应用需要提取一个位于大共模电压之上的非常小的差模信号。像许多规格一样,此规格随频率而变化,有时还会列出直流CMRR或非常低频率下的CMRR。通常会提供CMRR与频率的关系图。例如,当检测H桥电机驱动器中的电流时,此图将非常重要,如图7所示。 这可能是仪表放大器最困难的应用,因为共模电压从一个轨附近变到接近另一个轨,并且电流迅速反向。增益带宽和压摆率都很重要。 编程 这里的编程并不意味着编写代码,它是指配置器件以满足系统要求(尽管某些仪表放大器确实有通过SPI端口和寄存器进行传统软件编程的功能)。 运算放大器需配置为负反馈。这可以是纯阻性元件,但通常将电阻与电容并联使用以限制带宽。这样有助于提高信噪比,因为噪声会在整个范围内积分,哪怕我们仅使用其中一部分。也可以只使用电容,获得一个积分器或微分器。 比较器应始终有一点正反馈,以确保一旦输入迫使输出移动,输出就会强化移动(参见图4和图5)。图片和计算参见MT-083。一些比较器具有内部迟滞,但如果需要,通常可以增加更多迟滞。一些具有内部迟滞的比较器有一个引脚用来添加一个电阻,以改变其迟滞量。 运算放大器可以用作比较器,但这并不理想,有一些事项要注意。您必须是一个很好的模拟设计人员才能很好地做到这一点。MT-083介绍了一些注意事项,讨论其利弊的相关文章有很多。如果您不惧危险,可以查阅参考资料。 图7.具有高共模摆幅的双向电流检测 比较器几乎总是用电阻进行编程。您可以添加一个高阻值电阻来提供一点正反馈,也可以使用一个电容来提供交流反馈以避免增加直流迟滞。一些比较器具有内置迟滞,但这同样可以通过增加少量正反馈来提高。 最后注意事项 尝试将运算放大器用作比较器时,会有微妙的事情发生。有不少低噪声双极性运算放大器的输入之间具有反并联二极管。大多数比较器的输入共模范围占总范围的80%或更多。但是,某些低噪声双极性运算放大器的输入之间有一个或两个串联二极管。这是为了防止输入级与发射极基极结之一形成齐纳效应,导致噪声性能随时间推移而降低。 在一个3.3 V系统中,如果将5 V运算放大器用作比较器,电源良好指示器的阈值电平为3 V,那么会出现一个输入为3 V而另一个输入为0 V的问题,因为这些二极管限制了运算放大器输入端允许的最大差分电压。 总结 对于许多应用,运算放大器的选择取决于用户是注重直流精度、交流精度、输入失调电压、增益带宽还是电源电压。到2020年,有超过700款器件可供选择。比较器的关键参数通常是传输延迟和电源电压。选择起来比较容易,共有122款器件可供选择。仪表放大器的主要标准是CMRR与频率的关系,但在DC附近,失调电压和增益精度也很重要。由于仪表放大器是专用的器件,因此“只有”63款可供选择。 只有选择正确的器件,才能实现未来若干年内无故障且可以大批量生产的产品和设计。 参考文献 1 Harry Holt。“运算放大器的“最大电源电流”规格”。ADI公司,2011年11月。 2 MT-083教程:“比较器”。ADI公司,2009年。 3 Reza Moghimi。“通过迟滞根除比较器的不稳定性”。《模拟对话》,第34卷第7期,2000年11月。 4 《仪表放大器应用工程师指南》,第3版 。ADI公司,2006年。

    时间:2021-04-19 关键词: 运算放大器 电容 编程

  • Vishay推出具有超低电容的两线ESD保护二极管

    Vishay推出具有超低电容的两线ESD保护二极管

    宾夕法尼亚、MALVERN — 2021年4月19日 — 日前,Vishay Intertechnology, Inc.今天宣布,推出小型可润湿侧翼DFN1110-3A封装新款双向对称(BiSy)两线ESD保护二极管---VBUS05M2-HT5。Vishay Semiconductors VBUS05M2-HT5比SOT封装解决方案节省空间,具有超低电容和漏电流,可保护高速数据线免受瞬变电压信号的影响。 日前发布的器件典型负载电容仅为0.37 pF,适用于USB 2.0、USB 3.0以及HDMI端口保护等商业应用。对于汽车应用,VBUS05M2-HT5还提供AEC-Q101认证版器件。这个保护二极管在± 5.5 V工作电压下的最大漏电流小于0.1 μA,在1 mA反向电流条件下典型击穿电压为8.5 V,在3.4 A峰值脉冲电流条件下最高钳位电压为18 V。 VBUS05M2-HT5数据线瞬态保护达到IEC 61000‑4‑2规定的± 20 kV(空气和接触放电)。器件潮湿敏感度(MSL)达到J-STD-020标准1级,耐火等级达到UL 94 V-0。保护二极管符合RoHS和 Vishay绿色标准,无卤素,支持汽车系统自动光学检测(AOI)。 器件规格表: VBUS05M2-HT5现可提供样品并已实现量产,大宗订货供货周期为12周。

    时间:2021-04-19 关键词: Vishay 保护二极管 电容

  • 面试必备!58道硬件考题汇总

    面对换工作,可能大家都比较发愁面试 不是因为能力不够,更不是因为专业知识欠缺 也许就是担心当下的紧张范围 担心发挥不好,担心准备的不够充分 ………… 今天帮大家整理了5个硬件面试题 我们不打无准备的仗 01 请列举您知道的电阻、电容、电感品牌(最好包括国内、国外品牌) ▶电阻 美国:AVX、VISHAY威世 日本:KOA兴亚、Kyocera京瓷、muRata村田、Panasonic松下、ROHM罗姆、susumu、TDK 台湾:LIZ丽智、PHYCOM飞元、RALEC旺诠、ROYALOHM厚生、SUPEROHM美隆、TA-I大毅、TMTEC泰铭、TOKEN德键、TYOHM幸亚、UniOhm厚声、VITROHM、VIKING光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨 新加坡:ASJ 大陆:FH风华、捷比信 ▶电容 美国:AVX、KEMET基美、Skywell泽天、VISHAY威世 英国:NOVER诺华 德国:EPCOS、WIMA威马 丹麦:JENSEN战神 日本:ELNA伊娜、FUJITSU富士通、HITACHI日立、KOA兴亚、Kyocera京瓷、Matsushita松下、muRata村田、NEC、nichicon(蓝宝石)尼吉康、Nippon Chemi-Con(黑金刚、嘉美工)日本化工、Panasonic松下、Raycon威康、Rubycon(红宝石)、SANYO三洋、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TK东信 韩国:SAMSUNG三星、SAMWHA三和、SAMYOUNG三莹 台湾:CAPSUN、CAPXON(丰宾)凯普松、Chocon、Choyo、ELITE金山、EVERCON、EYANG宇阳、GEMCON至美、GSC杰商、G-Luxon世昕、HEC禾伸堂、HERMEI合美电机、JACKCON融欣、JPCON正邦、LELON立隆、LTEC辉城、OST奥斯特、SACON士康、SUSCON冠佐、TAICON台康、TEAPO智宝、WALSIN华新科、YAGEO国巨 香港:FUJICON富之光、SAMXON万裕 大陆:AiSHi艾华科技、Chang常州华威电子、FCON深圳金富康、FH广东风华、HEC东阳光、JIANGHAI南通江海、JICON吉光电子、LM佛山利明、R.M佛山三水日明电子、Rukycon海丰三力、Sancon海门三鑫、SEACON深圳鑫龙茂电子、SHENGDA扬州升达、TAI-TECH台庆、TF南通同飞、TEAMYOUNG天扬、QIFA奇发电子 ▶电感 美国:AEM、AVX、Coilcraft线艺、Pulse普思、VISHAY威世 德国:EPCOS、WE 日本:KOA兴亚、muRata村田、Panasonic松下、sumida胜美达、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TOKO、TOREX特瑞仕 台湾:CHILISIN奇力新、Mag.Layers美磊、TAI-TECH 台庆、TOKEN德键、VIKING光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨 大陆:Gausstek丰晶、GLE格莱尔、FH风华、CODACA科达嘉、Sunlord顺络、紫泰荆、肇庆英达 02 请解释电阻、电容、电感封装的含义:0402、0603、0805 表示的是尺寸参数。 0402:40*20mil 0603:60*30mil 0805:80*50mil 03 请说明以下字母所代表的电容的精度:J、K、M、Z。 J:±5% K:±10% M:±20% Z:+80%~-20% 04 请问电阻、电容、电感的封装大小分别与什么参数有关? 电阻封装大小与电阻值、额定功率有关; 电容封装大小与电容值、额定电压有关; 电感封装大小与电感量、额定电流有关。 05 如果某CPU有很多IO端口需要接上下拉电阻,电阻范围1~10K 欧姆均可。以下规格的电阻,您会选择哪一种:1K/1%、4.99K/1%、10K/1%、1K/5%、2.2K/5%、4.7K/5%、8.2K/5%、10K/5%、3.9K/10%、5.6K/10%、4.7K/20%?说明你选择该电阻的理由。 从理论上来说,1~10K的电阻都可以采用,但如果从价格上考虑,当然是4.7K/20%的最合算。 06 请简述压敏电阻工作原理。 当压敏电阻上的电压超过一定幅度时,电阻的阻值降低,从而将浪涌能量泄放掉,并将浪涌电压限制在一定的幅度。 07 来源:网络 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-04-07 关键词: 硬件 电阻 电感 电容

  • 固态的电解电容

    电解电容被广泛应用在各类电路中。由于电容的绝缘层来自于金属电极的非常薄的氧化膜,所以这类电容的容量可以做的很大,容量从几个微法一直到几个法拉。在电路中它被应用在对于精度要求不高,但容量要求大的电源储能滤波电路中。 由于它的体积比较大,且常采用铝壳圆柱封装,因此在电路板上通常显得“鹤立鸡群”。在下面电路板的一角站立着三个电解电容。 ▲ 电路板上的铝电解电容 上图中的电解电容实际上分为两大类。一类是普通液态铝质电解电容,一类是固态铝质电解电容。如何区分它们以及各自的优缺点是什么?看完下面介绍便可以知道。 固态和液态电解电容,二者的本质区别在于介电材料的不同,液态电解电容采用的介电材料为电解液,而固态电容采用的是导电性高分子。这两者的区别直接导致了固态电容的最大优势,不容易发生爆炸。 ▲ 液态电解电容过压爆破过程 用过液态电解电容的玩家都可能知道一件事,液态电解电容用的时间一久,寿命就撑不住了,寿命一旦到了产生故障,就容易发生爆炸。虽然是爆炸但是也没有多可怕,只是为爆裂后溢出电解液。但是爆裂的时候会听到boom的一声,听起来比较可怕。 所以固态电容的优势就在于稳定性好,低阻抗,环保。液态电解电容则有性价比高,耐压值高的优点。如果不看价格的话,那么固态电容实际上远优于液态电解电容。 ▲ 普通电解电容(左)与固态电解电容(右) 由于液态电解电容在发生故障时容易爆炸,所以在其顶部往往具有“K”或者“+”防爆开槽,而固态电容通常没有。 由于固态电解电容采用导电聚合物作为电极层导体,相对与液态电解液它的导电性能更好,所以对应的ESR(Equivalent Series Resistance,串联等效电阻)非常小,则对应的电容损耗也小。通常情况下,这个特点并不突出,但在一些大功率高频电路中,对于电源滤波电容则要求ESR越小越好。可以说,高频下,固态电解电容的低ESR是其最大的优点。 在第十六届全国大学生智能汽车竞赛中有一组节能信标组,它可以为车模提供超过50W的充电功率。下图显示了信标控制电路板上的两个电解电容。在左边的电路中使用的是普通液态电解电容,在电路满功率输出50W电能时,这两个电容发热严重。将它们替换成相同容量的固态电容之后,电容就不再发烫。 ▲ 无线节能信标电路板上的两个电源滤波电容 左边电路板上使用的是普通电解电容,右边是固态电解电容 除了可以根据电解电容顶部是否具有防爆开槽来区分液体电解电容和固态电解电容,还可以将电容拆解开进行区分。它们内部结构整体上都是电极卷层结构,液体电解电容在挤压卷芯时可以看到液体,但固态电解电容则没有液体。 ▲ 电解电容内部结构 如果不破坏电容,该如何判断它们的差别呢。可以利用小型手持LCR表来测量电容的容量和ESR。 下面使用SmartTweezer测量普通的电解电容和固态电容。测量的频率设定为10kHz。通常测量到的普通电解电容ESR大都超过0.1Ω,但固态电容的ESR仅仅只有几十毫欧,远远小于同样容量的普通电解电容。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-28 关键词: 电解电容 电容

  • 电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    1 电压源正负端接了一个电容与电路并联,用于整流电路时,具有很好的滤波作用。当电压交变时,由于电容的充电作用,两端的电压不能突变,就保证了电压的平稳。 当用于电池电源时,具有交流通路的作用,这样就等于把电池的交流信号短路,避免了由于电池电压下降,电池内阻变大,电路产生寄生震荡。 2 比如说什么样的电路中串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别? 在交流多级放大电 路中,因个级增益及功率不同,各级的直流工作偏值就不同。 若级间直接藕合,则会使各级工作偏值通混无法正常工作。 利用电容的通交隔直特性,既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得。 3 基本放大电路中的两个耦合电容,电容+极和直流+极相接,起到通交隔直的作用,接反的话会怎么样,会不会也起到通交隔直的作用,为什么要那接呀! 接反的话电解电容会漏电,改变了电路的直流工作点,使放大电路异常或不能工 作。 4 阻容耦合放大电路中,电容的作用是什么? 隔离直流信号,使得相邻放大电路的静态工作点相互独立,互不影响。 5 模拟电路放大器不用耦合电容行么,照样可以放大啊? 书上放大器在变压器副线圈和三极管之间加个耦合电容。解释是通交流阻直流,将前一级输出变成下一级输入,使前后级不影响。前一级是交流电,后一级也是交流电,怎么会相互影响啊,我实在想不通加个电容不是多此一举啊。 你犯了个错误,前一级确实是交流电,但后一级是交流叠加直流,三极管是需要直流偏置的,如果没有电容隔直,则变压器的线圈会把三极管的直流偏置给旁路掉,因为电感是通直流的。 6 基本放大电路耦合电容,其中耦合电容可以用无极性的吗? 在基本放大电路中,耦合电容要视频率而定,当频率较高时,需用无极电容,特点是比较稳定,耐压可以做得比较高,体积相对小,但容量做不大。 其最大的用途是可以通过交流电,隔断直流电,广泛用于高频交流通路、旁路、谐振等电路,简单理解为高频通路。 当频率较低时,无极电容因为容量较低容抗相对增大,就要用有极性的电解电容了,由于其内部加有电解液,可以把容量做得很大,让低频交流电通过,隔断直流电。 但由于内部两极中间是有机介质的,所以耐压受限,多用于低频交流通路、滤波、退耦、旁路等电路,简单理解为低频通路。 7 耦合电容起什么作用? 在放大电路中,利用耦合电容通交隔直的作用,使高频交流信号可以顺利通过电路,被一级一级地放大,而直流量被阻断在每一级的内部。 8 请问用电池供电的电路中,电容为什么会充放电,起到延时的作用? 电容是聚集电荷的,你可把它想象成个水杯,充放电就是充放水,在充电过程中,电压是慢慢的上升的;放电反之,你只需检测电容两端电压就能实现延时。 如充电开始时,电容两端电压为零,随着充电时间延长,电压逐渐上升到你设定的电压就能控制电路的开关。 当然,也可反过来利用放电。 延时时间与电容容量、电容漏电,充电电阻及电压有关,有时还要把负载电阻考虑进去。 9 阻容耦合,是利用电容的通交隔直特性,防止前、后级之间的直流成分引起串扰,造成工作点的不稳定。 10 阻容耦合放大电路只能放大交流信号,不能放大直流信号,对还是错? 对,电容是一种隔直流阻交流的电子元件。所以阻容耦合放大电路只能放大交流信号,放大直流信号用直接耦合放大电路。 11 放大电路中耦合电容和旁路电容如何判别? 耦合电容负极不接地,而是接下一级的输入端,旁路电容负极接地。 12 运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合? 其实很 简单 ,一般瓷片电容就可搞定! 要效果好的话可选用钽电容,按照你输入信号的频率范围高频的可选用103、104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容。 13 放大电路采用直接耦合,反馈网络为纯电阻网络,为什么电路只可能产生高频振荡? 振荡来源于闭环的相移达到180度并且此时的环路增益是大于零的,采用纯电阻网络作为反馈网络是一定不会引入相移的,所以呢全部的相移是来自于放大器的开环电路。 采用直接耦合的开环放大器在级之间是不会有电容元件引起相移的,那么能够引起相移的便是晶体管或MOS管内部的电容,这些电容都是fF,最大pF级的电容,这些电容与电路等效电阻构成的电路的谐振频率是相当高的。 所以放大器采用直接耦合,反馈网络为纯阻网络只可能产生高频振荡。 14 阻容耦合放大电路的频带宽度是指(上限截至频率与下限截至频率之差)阻容耦合放大电路的上限截止频率是指(随着频率升高使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)阻容耦合放大电路的下限截止频率是指(随着频率降低使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)。 阻容耦合放大电路的上限截止频率主要受(晶体管结电容,电路的分布电容)的影响,阻容耦合放大电路的下限截止频率主要受(隔直电容与旁路)电容的影响。 15 在多级放大电路里面电解电容是怎么耦合到下一级的呢在电容里面的特性不是隔直的吗,它是怎么传送过去的呢?还有为电容要通过三极管的集电极来接呢,发射极为什么不可以呢? 电解电容都是在交流放大器里面工作,而交流的电流方向呈周期性变化,三极管能正常导通吗? 还有NPN型的三极管的集电极不是从C到B的吗,那它的电流是怎么通过流到下一级的三极管的基极的呢? 用电解电容做耦合的放大器,都是交流放大器,电解电容在这里作“通 交隔直 ”用,由三极管的哪个极输出,是电路形式的问题,两者都有。 16 怎样估算第一级放大器的输出电阻和第二级放大器的输入电阻?第二级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输出电阻。 当信号源的幅度过大,在两级放大器的输出端分别会出现什么情况?失真。 用手在放大器的输入端晃动,观察放大器的输出端,看是否出现了什么?原因是什么?杂波,人体感应。 17 电容就是充放电。那怎么利用电容的充放电,去理解滤波,去耦,旁路..... 电容隔直流通交流,隔直流好理解,通交流不好理解,只要理解了通交流就理解了滤波、去耦和旁路。 电容就是充放电,不错,但交流电的方向,正反向交替变化,振幅的大小也做周期性变化,整个变化的图像就是一条正弦曲线。 电容器接在交流电路中,由于交流电压的周期性变化,它也在周期性的充放电变化。 线路中存在充放电电流,这种充放电电流,除相位比电压超前90度外,形状完全和电压一样,这就相当于交流通过了电容器。 和交流电通过电阻是不同,交流电通过电阻,要在电阻上消耗电能(发热),而通过电容器只是与电源做能量交换,充电时电源将能量送给电容器,放电时电容器又将电能返还给电源,所以这里的电压乘电流所产生的功率叫无功功率。 需要明确的是,电容器接在交流电路中,流动的电子(电流)并没有真正的冲过绝缘层,却在电路中产生了电流。这是因为在线路中,反向放电和正向充电是同一个方向。 而正向放电和反向充电是同一个方向,就象接力赛跑,一个团队跑完交流电的正半周,另一个团队接过接力棒继续跑完交流电的负半周。 理解了电容器通交流,那么,交流成份 旁路到地,完成滤波也就可以理解了。 18 旁路电容和滤波电容,去耦电容分别怎么用?可以举一些实例说明。 这三种叫法的电容,其实都是滤波的,只是应用在不同的电路中,叫法和用法不一样。 滤波电容:这是我们通常用在电源整流以后的电容,它是把整流电路交流整流成脉动直流,通过充放电加以平滑的电容,这种电容一般都是电解电容,而且容量较大,在微法级。 旁路电容:是把输入信号中的高频成份加以滤除,主要是用于滤除高频杂波的,通常用瓷质电容、涤纶电容,容量较小,在皮法级。 去耦电容:是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定。 19 什么是耦合电容、去耦电容,有什么特点和作用? 耦合电容是传递交流信号的,接在线路中,去耦电容是将无用交流信号去除的,一段接在线路中、一端接地。 20 关于电容有几作用,在什么情况才电容耦合,在什么情况才电容滤波? 电容器在电路里的十八般武艺归根到底就是两个: 充电荷,放电荷。 其特性就是通交流、隔直流。 电容两端加上交变电压后会随电流交变频率而不断的充放电,此时电路里就有同频率的交变电流通过,这就是电容的通交特性。 在频率合适的情况下,电容对电路可视为通路。前级交流输出经电容就可传至后级电路。而对直流来说,它却是隔绝的。因为两端电压充至与电路电压相等时就不会再有充电电流了。作用于前后级交流信号的传递时就是藕合。作用于滤除波动成份及无用交流成分时就是滤波。 21 大家都知道,整流电路的电容滤波是利用其充放电;但是有时候滤波是利用电容对不通频率信号的容抗不同,比如旁路电容,所以分析电容滤波时到底用哪个角度分析啊? 其实不论是哪种说法都是一个道理,利用充放电的理论较笼统一些,利用容抗的的理论则更深入一些,电容的作用就是利用了其充放电的特性,看你想滤除什么成份,滤低频用大电容,滤高频用小电容,在理论上低频整流电路中的滤波和高频中的旁路是相同的都是利用了容抗的不同。 22 电容如何实现充放电、整流、滤波的功能? 电容的充电,放电,整流和滤波甚至包括它的移相,电抗等功能,都是电容的存储功能在起作用。 电容之所以能够存储电荷,是利用了正负电荷之间有较强的互相吸引的特性来实现的。在给电容充电时,人们通过电源将正电荷引入正极板,负电荷引入到电容的负极板。但是正负电荷又到不了一起这是因为有一层绝缘模阻隔着它们,隔模越大越薄引力也就越大,存储的电荷也就越多。正负电荷在十个极板间是吸引住了但是如果你给它提供一个外电路它们就会能过这个外电路互相结合,也就是放电。它们毕竟是一高一低。形象 来说电容就像一个储水池。 它可以形像地说明它的整流波波的作用。 23 滤波电容充电满了之后然后对后面回路放电然后在充放循环?稳压二极管是击穿稳压还是不击穿稳压? 其实你说的很对,它在电路中就是这么一个工作的过程,但是他跟信号的频率有关系,首先看你要把电容放在电路中用着什么,当用作滤波时,它把一定频率信号滤除到地,如芯片电源前端的电容,有的则是去耦,你说的现象就像稳压关前的滤波电容和开关电源输出的滤波电容。 关于稳压管我给你举个例子吧,假如有个5V的稳压管,当电压小于5V,电压就等于它本身的电压,当电压高于5V,稳压管就把电压稳到5V,多余的电压把稳压管击穿通道上去了。 24 电容的耦合是什么具体意思啊?它和滤波有什么区别吗? 耦合指信号由第一级向第二级传递的过程,一般不加注明时往往是指交流耦合。 退耦是指对电源采取进一步的滤波措施,去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。 耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。 退耦有三个目的: 将电源中的高频纹波去除,将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断; 大信号工作时,电路对电源需求加大,引起电源波动,通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响; 形成悬浮地或是悬浮电源,在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调。 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播,去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 25 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。 电容既不产生也不消耗能量,是储能元件。 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。 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。 在接地线上,为什么有的也要通过电容后再接地?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。 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。 26 电容器在电路中是如何起到滤波作用的?电容是开路的,交流电通过时是在给电容充电吗?电容是并联还是串联? 电容器的容抗随着两端加的交流电的频率不同而改变,Z=1/2*3.14*FC,根据需要滤除哪个频率的电流,设置不同的容值。 这样就可以把不需要的电流引到地,就完成了滤波,而对需要的频率的电流,电容是通路的或阻抗很小,交流电通过时,是反复充电和放电的过程。 27 退藕电容,滤波电容,旁路电容,三者都有什么作用,它们之间的区别和联系是什么? 例如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。 电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件,例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况。 滤波电容就更好理解了,电容有通交流阻直流的功效,滤波就是我可以通过选择不同的滤波电容,把一定频率的交流信号滤掉,留下想要的频率信号。 28 请问耦合电容就是去耦电容么? 完全不同,耦合电容是信号传递,去耦电容是减少干扰。 29 电容去耦的原理是什么? 直流电路窜入交流信号或交流放大电路的自激回授,都会产生不良后果。 为了阻止该交流成份逐级藕合放大,在级间设置电容使之回流入地,该电容就是退藕电容。 30 耦合和去耦有什么区别,耦合电容和去耦电容的作用分别是什么,在电路中如何放置,有什么原则? 藕合电容的作用是将前级的交流信号输送到下一级。 藕合电容的位置是跨接在前级的输出和后级的输入两端。 退藕电容的作用是将放大器级间窜藕的无益交流信号短路入地。 退藕电容的位置是在某输入级的对地间。 31 如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容啊? 滤波电容在电源电路中,旁路电容在信号电路中,其实作用是基本一样的,滤波电容: 将脉动的电流成份旁路或称 滤除掉并起充放电作用,旁路电容: 将电路中的高频或低频成份 滤除或旁路掉。 32 请问去耦电容和旁路电容的区别? 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。 例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。 去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用: 一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声,数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。 这个电容的分布电感的典型值是5μH。 0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。 1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些,每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。 最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,要使用钽电容或聚碳酸酯电容,去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。 一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去。 容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰。 旁路是把前级 或电源携带的高频杂波或信号滤除; 去藕是为保证输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作; 补充一点就是所谓的藕合: 是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件。 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播,去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 从电路来说,总是存在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。 这就是耦合。 去耦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。 旁路电容实际也是去耦合的,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,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u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。 33 二极管、三极管、电容,在电路中怎样起作用? 二极管起单向导电作用。 三极管在模拟电路中起放大作用,在数字电路中起开关作用。 电容总体来说起通交流隔直流作用,如滤波电容、耦合电容等等,根本宗旨就是“通交隔直”。 34 请问滤波电容在电路上起什么作用? 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz; 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。 当我们将低频滤波电容用于高频电路的时候,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。 因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量,而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。

    时间:2021-03-24 关键词: 电路 基本常识 电容

  • 不止芯片!日本两大电容厂商同时宣布涨价

    2021年全球电子产品市场越来越难了,除了缺货就是涨价,现在小小的电容也要连番涨价了。 日前日本两大铝电容厂商佳美工(Nippon Chemicon)、尼吉康(Nichicon)相继宣布涨价,已经给客户发出通知,详细阐述了当前的困境,希望客户理解不得不涨价的苦衷。 这已经不是电容产品第一次涨价了,春节前电容、电阻等被动元件就已经蠢蠢欲动,节后不少厂商直接宣布涨价,3月份以来这个趋势日趋明显。 其中台系的国巨电子旗下的凯美本月内已经两次宣布提价,第一次涨价5-15%,第二次涨价6%。 在全球铝电容市场上,佳美工(Nippon Chemicon)、尼吉康(Nichicon份额位列第一、第二,而全球第三的Rubycon此前已经宣布涨价。 铝电容是电子行业的基础元件,重要电子产品几乎都要用到电容,近年来随着5G、自动驾驶汽车等行业的崛起,电容的需求还在持续增长。 据报告,2018年全球铝电容市场规模为61.5亿美元,其中消费性电子需求占比45%,主要用于节能照明、电视机、显示器、计算机及空调等消费类市场;工业需求占比23%,主要用于工业和通讯电源、专业变频器、数控和伺服系统、风力发电及汽车等领域。 根据华商情报网预计,2021年全球铝电解电容器市场规模将达到63.3亿美元,我国铝电解电容器市场需求约占全球市场的60%以上。 来源:快科技 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-19 关键词: 半导体 集成电路 芯片 电容

  • 干货 | 电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    干货 | 电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    时间:2021-03-18 关键词: 电路 基本常识 电容

  • 大牛带你看检测技术,电容器检测技术分析

    大牛带你看检测技术,电容器检测技术分析

    检测技术是各大行业都不可缺少的技术,检测的应用,能帮助发现系统、设备存在的一些隐性故障。通过检测,我们能够确保系统、设备的稳定性。为增进大家对检测的了解,本文将介绍电容器的一些检测技巧。如果你对检测具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 电容器检测方法主要分为三个大类:可变电容器的检测、电解电容器的检测、固定电容器的检测。 一、可变电容器的检测 A用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不应有松动的现象。 B用一只手旋动转轴,另一只手轻摸动片组的外缘,不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器,是不能再继续使用的。 C将万用表置于R&TImes;10k挡,一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端,另一只手将转轴缓缓旋动几个来回,万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中,如果指针有时指向零,说明动片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度,万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值,说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。 二、固定电容器的检测 A检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用表R&TImes;10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。 B检测10PF~0.01μF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R&TImes;1k挡。两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。 C对于0.01μF以上的固定电容,可用万用表的R&TImes;10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。 三、电解电容器的检测 A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对不同容量选用合适的量程。根据经验,一般情况下,1~47μF间的电容,可用R×1k挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量。 B将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明,电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上,否则,将不能正常工作。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零,说明电容漏电大或已击穿损坏,不能再使用。 C对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻,记住其大小,然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。 D使用万用表电阻挡,采用给电解电容进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容的容量。 以上便是此次小编带来的“检测”相关内容,通过本文,希望大家对电容器检测具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-03-18 关键词: 检测 指数 电容

  • 为什么MCU晶体两边要各接一个对地电容?

    很多MCU开发者对MCU晶体两边要各接一个对地电容的做法表示不理解,因为这个电容有时可以去掉。参考很多书籍,却发现书中讲解的很少,提到最多的往往是:对地电容具稳定作用或相当于负载电容等,都没有很深入地去进行理论分析。 另外一方面,很多爱好者都直接忽略了晶体旁边的这两个电容,他们认为按参考设计做就行了。但事实上,这是MCU的振荡电路,又称“三点式电容振荡电路”,如图1所示。 图1:MCU的三点式电容振荡电路 其中,Y1是晶体,相当于三点式里面的电感;C1和C2是电容,而5404和R1则实现了一个NPN型三极管(大家可以对照高频书里的三点式电容振荡电路)。 那么,这两个电容对振荡稳定性到底有什么影响呢? 由于5404的电压反馈依靠C2,假设C2过大,反馈电压过低,这时振荡并不稳定;假设C2过小,反馈电压过高,储存能量过少,则容易受外界干扰,还会辐射影响外界。而C1的作用与C2的则恰好相反。在布板的时候,假设为双面板且比较厚,那么分布电容的影响则不是很大;但假设为高密度多层板时,就需要考虑分布电容,尤其是VCO之类的振荡电路,更应该考虑分布电容。 因此,那些用于工控的项目,建议最好不要使用晶体振荡,而是直接接一个有源的晶振。 很多时候大家会采用32.768K的时钟晶体来做时钟,而不是通过单片机的晶体分频来做时钟,其中原因想必很多人也不明白,其实上这是和晶体的稳定度有关:频率越高的晶体,Q值一般难以做高,频率稳定度也比较差;而 32.768K晶体在稳定度等各方面的性能表现都不错,还形成了一个工业标准,比较容易做高。另外值得一提的是,32.768K是16 bit数据的一半,预留最高1 bit进位标志,用作定时计数器内部数字计算处理也非常方便。 来源:网络 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-16 关键词: MCU 对地电容 电容

  • 常见的电源稳压器的特征和功能以及工作原理解析

    常见的电源稳压器的特征和功能以及工作原理解析

    在当今高度发展的科学技术中,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么您是否知道这些高科技可能包含的电源稳压器?电源稳压器是一种用于稳定线路电压的电子设备。当电网电压不稳定或负载变化时,采样稳压器控制电路会发送信号以驱动伺服电机调节稳压器的自动电压调节器碳刷的位置,从而将稳压器输出电压调节至额定值和稳定的状态。目前,一些电力稳定器具有延迟和保护等功能,其应用正变得越来越流行。它可以广泛用于任何用电的地方,并且是理想的稳定电源。 稳压器是指电子工程中旨在自动维持恒定电压的设备。稳压器可以是简单的“前馈”设计,也可以包含负反馈控制环路。稳压器也可以使用机电机构或电子模块。根据不同的设计,稳压器可分为直流稳压器和交流稳压器。 电源稳压器是可以自动调节输出电压的电源电路或电源设备。其作用是将较大波动和不合适的电气设备所需的电源电压稳定在设定值范围内,以使各种电路或电气设备在额定工作电压下都能正常工作。稳压器可广泛用于:电子计算机,精密机床,计算机断层扫描(CT),精密仪器,测试设备,工矿企业,油田,铁路,建筑工地,学校,医院,邮电,酒店,科研等部门。电梯照明,进口设备,生产线和其他需要稳定电源电压的地方。也适用于电源电压过低或过高,波动范围大,负载变化较大的电气设备等低压配电网末端的用户。它特别适用于对电网波形有较高要求的所有稳压电源场所。大功率补偿功率稳压器可以连接到热力发电机,液压发电机和小型发电机。 电源稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成,当输入电压或负载变化时,控制电路进行取样、比较、放大,然后驱动伺服电机转动,使调压器碳刷的位置改变,通过自动调整线圈匝数比,从而保持输出电压的稳定。容量较大的交流稳压器还采用电压补偿的原理工作。 首先是它的宽输入电压范围允许它在汽车电池电压中进行大范围的变化。然后是其开关电源和超级电容器系统的完美结合,可以使其平稳智能地工作,并且在一定程度上可以非常有效地保护汽车的电池。它还具有低纹波输出,可有效控制电源噪声的干扰。最后是其全面的保护功能,可以自动恢复输入电压,并对输入电流进行限制性保护。 稳定电源的主要功能包括电压稳定:当电网电压瞬时波动时,稳定电源将以10-30ms的响应速度补偿电压幅度,以将其稳定在±2%之内。多功能综合保护:除最基本的稳压功能外,稳压器还应具有过压保护(大于输出电压的+ 10%),欠压保护(小于输出电压的-10%)电压)和缺相保护,最基本的保护功能是短路过载保护。 当长时间不使用电气设备时,请关闭电气设备的电源开关以减少功耗并延长稳压器的使用寿命。连接至稳压器的电线应具有足够的负载表面,以防止产生热量并减少电压降。通过端子连接容量为2KVA或更高的稳压器,应使用单根铜线,并应尽可能拧紧端子螺钉,以防止连接时发热。稳压器不得过载。当电源电压低时,输出容量会降低,并且稳压器的负载也应相应降低。 无论是单相还是三相稳压器,在连接所有输入和输出线后,请先关闭负载的电源开关,然后再打开稳压器,然后再检查负载是否已打开。输出电压正常。在选择诸如冰箱,空调,水泵和其他带电动机运行的设备的电器时,应选择容量大于3倍的稳压器,以防止设备的启动电流超过稳压器的保险丝电流或过电流保护断路器的电流会使稳压器保险丝熔断或断路器跳闸或电压降太大而无法工作。 以上就是电源稳压器的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-03-13 关键词: 电压 电源稳压器 电容

  • 你知道常见的电源模块在开始可能难以启动的原因有哪些吗?

    你知道常见的电源模块在开始可能难以启动的原因有哪些吗?

    随着社会的飞速发展,我们的电源模块也在快速发展,那么您知道电源模块的详细分析吗?接下来,让小编带领您学习更多有关的知识。电源模块用于为微控制器,集成电路,数字信号处理器,模拟电路以及其他数字或模拟负载供电。 尽管电源模块的可靠性相对较高,但在电源模块上电后可能很难启动。有时通电后会燃烧。上电和启动电源模块非常困难,这困扰着许多人。在下文中,我们将分析难以启动的更常见原因,其中一些您可能已经遇到过。这个小系列为您带来电源模块解决方案,希望对您有所帮助! 一、电源模块启动困难 首先是破坏性较小的情况。在启动过程中,电源模块难以启动,甚至无法启动。在使用电源模块过程中,电源模块输出端的电压可能正常。没有输出,并且电源模块没有损坏。是什么原因?具体原因如下:外部电容过大;外部电容过大。电容性负载太大;负载电流太大;输入功率不足。 对于这种问题,可以通过调节输出和负载电容或调节输入功率来改善。方法如下:外部电容器过大,电源模块启动时需要长时间充电。很难启动,必须选择合适的容性负载。当容性负载太大时,必须串联一个合适的电感器。当输出负载过重时,启动时间会延长,必须选择合适的负载。切换到功能更强大的输入电源。 二、电源模块使用过热 与启动相比,更严重的异常使用是电源模块在使用过程中非常热。此现象的根本原因是电源模块在电压转换过程中失去能量,并且产生的热量导致模块产生热量并降低了电源转换效率。这可能会影响电源模块的正常运行,并可能影响附近其他设备的性能,因此需要立即进行检查。电源模块在什么情况下会变热?具体原因如下:使用线性电源模块;负载过电流负载太小;负载功率小于模块功率输出的10%,这可能会导致模块发热(效率低);环境温度散热措施过高或不良。 对于此类问题,可以通过优化外部环境或调整负载来改善:使用线性电源时,请添加一个散热器;在使用线性电源时,请添加一个散热器。使用线性电源时,请添加一个散热器。增加电源模块的负载,确保额定负载不小于10%;降低环境温度并保持良好状态。 三、电源模块损坏 电源模块将在短时间内损坏,并在更换后几天内损坏。是什么原因?首先,必须避免使用劣质电源,然后还有其他因素可能导致这种情况?具体原因如下:输出负载过轻会降低可靠性;如果输出电容太大,则模块将启动,这会造成时间损坏。输入端子电压长时间处于高电平,会损坏模块输入端子上的开关。此问题也是由负载不匹配引起的。可以通过更改输出负载,电容器或更改适当的输入电压来改善此问题。 确保输出不少于额定负载的10%。如果实际电路操作中没有负载,请在输出端子上连接额定功率为10%的虚拟负载;否则,请在输出端子上连接虚拟负载。选择符合功率模块技术手册规格的电容器;选择正确的输入电压。 四、电源模块上电后迅速烧坏 与以前的电源模块损坏相比,更糟糕的情况是不仅电源断开,而且整个电路都被烧毁。具体现象是,电源打开时,电源模块会燃烧烟雾,输入端的电容器会爆炸。此类问题最严重,需要在以前的设计中避免。如果发生这种情况,原因是什么?详情如下: 电源模块烧坏的原因:输入电压极性相反;输入电压远高于标称电压;输出极性电容器接反。接通电源时,输出电路容易短路或外部负载电流大。这种类型的问题是最严重的故障,需要重新检查电路以优化或调整电压。 接线前,要注意检查或增加防逆转保护电路;选择适当的输入电压;在上电之前检查电容器的极性,以确保电容器正确无误;使电源模块的输出端子短路。 以上就是电源模块的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-03-12 关键词: 负载 电源模块 电容

  • 什么是超级电容?与普通电容有什么区别?

    超级电容器结构上的具体细节依赖于对超级电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求,这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是,他们都包含一个正极,一个负极,及这两个电极之间的隔膜,电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。 根据储能机理的不同可以分为以下两类: 2、法拉第准电容:其理论模型是由Conway首先提出,是在电极表面和近表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸脱附和氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。 对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液离子与电极活性物质发生的氧化还原反应。 当电解液中的离子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极/溶液界面时,会通过界面上的氧化还原反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中,从而使得大量的电荷被存储在电极中。 放电时,这些进入氧化物中的离子又会通过以上氧化还原反应的逆反应重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。 超级电容的优点: 2、无须特别的充电电路和控制放电电路; 4、从环保的角度考虑,它是一种绿色能源; 1、如果使用不当会造成电解质泄漏等现象; 超级电容器之所以称之为“超级”的原因: 控制超级电容器的放电: 超级电容器可以快速充放电,峰值电流仅受其内阻限制,甚至短路也不是致命的。实际上决定于电容器单体大小,对于匹配负载,小单体可放10A,大单体可放1000A。另一放电率的限制条件是热,反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高,最终导致断路。

    时间:2021-03-12 关键词: 超级电容 电容

  • 超实用!数字万用表各种测量全程图解

    数字万用表可用来测量直流和交流电压、直流和交流电流、电阻、电容、频率、电池、二极管等等。整机电路设计以大规模集成电路双积分A/D转换器为核心,并配以全过程过载保护电路,使之成为一台性能优越的工具仪表,是电工的必备工具之一。 一、操作前注意事 (1)将ON-OFF开关置于ON位置,检查9V电池,如果电池电压不足,或“BAT”将显示在显示器上,这时,则应更换电池;如果没有出现则按以下步骤进行; (2)测试前,功能开关应放置于所需量程上,同时要注意指针的位置,如下图所示; (3)同时要特别注意的是,测量过程中,若需要换挡或换插针位置时,必须将两支表笔从测量物体上移开,再进行换挡和换插针位置。 二、电压档的使用与注意事项 测电压时,必须把黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔,如下图红色框所示; 若测直流电压,则将指针打到如下图所示直流档位 若测交流电压,则将指针打到如下图所示交流电压档位 (1)如果不知道被测电压范围,将功能开关置于大量程并逐渐降低量程(不能在测量中改变量程)。 (2)如果显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高的量程。 (3) △!表示不要输入高于万用表要求的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险。 (4)当测高压时,应特别注意避免触电。 (5)数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。要注意到避免外界磁场对万用表的影响(比如有大功率用电器件在使用时)。 (6)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。 三、电容档的测量与注意事项 电容容量的测量方法 如下图方框所示,将指针打到电容档(F档) 在数字万用表的档位左下方有两个孔,上面写的是Cx,把需要测的电容原件插到里面就可以测了,要是有极性的电容要注意正负极 电容(或电容量, Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为C,国际单位是法拉(F),表征电容器容纳电荷本领的物理量。 1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF) 如何判断电容的好坏? 用指针式万用表欧姆档(档位随电容量调节),先对电容放电,然后两表笔触碰电容两引脚,此时表指针会快速摆动并迅速回到起始位置,反过来再触碰指针会摆到更远位置并快速回头到原来位置。如指针摆动了回不到原来位置那电容就是漏电了(大容量电解电容有轻微漏电是正常的)。如指针不动那就是电容断路了(容量太小如几PF测不出来,我用10K档最小能测到3N3,4N7等容量的小电容)。 测电容是否漏电的方法 对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。 四、电流档的使用与注意事项 如下图方框所示,万用表电流档分为交流档与直流档两个,当测量电流时,必须将万用表指针打到相应的档位上才能进行测量。 交流档 直流档 在测量电流时,若使用mA档进行测量,须把万用表黑表笔插在COM孔上,把红表笔插在mA档上,如下图方框所示; 若使用10A档进行测量,则黑表笔不变,仍插在COM孔上,而把红表笔拔出插到10A孔上,如下图方框所示。 电流测量注意事项 (1)如果使用前不知道被测电流范围,将功能开关置于最大量程并逐渐降低量程(不能在测量中改变量程)。 (2)如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程。 (3) 表笔插孔上表示最大输入电流为10A,测量过大的电流将会烧坏保险丝。 五、 二极管档的使用与注意事项 将万用表指针打到如下图方框所示二极管档,黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔。此档位除了可测量二极管外,还可用于测量三极管、编码开关、线路是否连通等。 下面以三极管和电位器来进行举例说明 三极管的测量测量方法 三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,也可简单地看做是两个二极管的相接,如下图所示,可有PNP和NPN两种组合。 三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C) 三极管的测量测量方法 将万用表调到二极管档位。这一档显示的是被测二极管两端的电压降。判断三极管的类型和极性时。将表笔接三极管的任意两脚,如果示值在700(单位毫伏)左右,表示是硅三极管。如果显示值在200左右,就是锗三极管。如果没有显示(开路状态显示1),则需要调换红黑表笔测试。此外还可以判断三极管的类型:红表笔接一脚(基极),另两脚分别接黑表笔都导通(显示数值),说明是NPN型三极管。若是黑表笔接一脚(基极),另两脚分别接红表笔都导通(显示数值),说明是PNP型三极管。至于发射极和集电极的判断还要用其他方法。 同时,通过电阻档,根据三极管放大倍数和内阻大小,也可判断三极管是NPN型还是PNP型。 判断三极管好坏 将表笔接三极管的任意两脚,如果没有显示(开路状态显示1)或蜂鸣器响,调换红黑表笔再进行测试,结果一样的,则可断定三极管是坏的。 六、电阻档的使用与注意事项 将万用表指针打到如下图方框所示电阻档,黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔,再对被测电阻阻值进行测量。 电阻测量注意事项 (1)如果被测电阻值超出所选择量程的最大值,将显示过量程“1”,应选择更高的量程,对于大于1 MΩ或更高的电阻,要几秒钟后读数才能稳定,对于高阻值读数这是正常的。 (2)当无输入时,如开路情况,显示为“1”。 (3)当检查内部线路阻抗时,要保证被测线路所有电源断电,所有电容放电。 (4)200MΩ短路时约有四个字,测量时应从读数中减去,如测l00MΩ电阻时,显示为101.0,第四个字应被减去。 (5)可用电阻档粗略检测电容的好坏,用红表笔接电容器正极,黑表笔接电容器负极,万用表的基准电源将通过基准电阻对电容器充电,正常时万用表显示的充电电压将从一低值开始逐渐升高,直至显示溢出。如果充电开始即显示溢出“1”,说明电容器开路;如果始终显示为固定阻值或“000”,说明电容器漏电或短路。 (6)检查电路通断时,应将功能开关拨到“     ”档,而不要用电阻档。测量时只要没有听到蜂鸣声,即可判断电路不通。 (7)测量小阻值电阻时,应先将两表笔短路,读出表笔连线的自身电阻(一般为0。2~0。3欧),以对被测阻值作出修正。 (8)电阻档有过电压保护功能,瞬间误测规定范围内的电压不会造成损坏。例如,DT-830型 数字式万用表电阻档最大允许输入电压(直流或交流峰值)为250伏,这是误用电阻档测量电压时仪表的安全值,但不可带电(如电池、人体等等)测量电阻,这样会导致万用表电阻精度下降,甚至损坏。 七、hFE档的使用与注意事项 此档位主要是用于测三极管的放大倍数β值,在测量之前,须先确定三极管是PNP型或NPN型,同时确定各脚极性。 万用表使用的其他注意事项 (1)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。 (2)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时 ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。 数字万用表保养注意事项 数字万用表是一种精密电子仪表,不要随意更改线路,并注意以下几点: ①不要超量程使用。 ②在电池没有装好或后盖没有上紧时,请不要使用万用表。 ③只有在测试表笔从万用表移开并切断电源后,才能更换电池和保险丝。电池更换:注意9V电池的使用情况,如果需要更换电池,打开后盖螺丝,用同一型号电池更换,更换保险丝时,请使用相同型号的保险丝。 ④万用表使用完毕,应将转换开关置于“OFF”挡。如果长期不使用 ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。

    时间:2021-03-12 关键词: 电阻 数字万用表 电容

  • 关于ups电源的系统组成·以及常见的分类方法解析

    关于ups电源的系统组成·以及常见的分类方法解析

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如UPS电源。UPS系统的稳压功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高频开关整流器,本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能,从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求),输出幅度基本不变的整流电压。 净化功能由储能电池完成。由于整流器无法消除瞬时脉冲干扰,因此整流电压中仍然存在干扰脉冲。除存储直流能量的功能外,储能电池就像是连接到整流器的大型容器电容器。等效电容与储能电池的容量成正比。由于电容器两端的电压不能突然改变,因此利用电容器对脉冲的平滑特性来消除脉冲干扰,并具有净化功能,也称为干扰屏蔽。频率的稳定性由转换器来完成,并且频率稳定性取决于转换器的振荡频率的稳定性。 在正常情况下,UPS不间断电源系统的供电原理是在市电正常时将交流输入电源转换为直流电源,然后在电源中断时给电池充电以供使用。应该强调的是,不间断电源系统不是在发生电源故障的情况下。如果电压太低或太高,瞬变浪涌等足以影响设备正常运行的电能质量,UPS系统处于工作状态,可为负载设备提供稳定,清洁的电源。 UPS已从60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路,并且还在继续发展。目前,UPS一般均指静止式UPS,按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。 1.备用UPS:市电正常时,市电直接为负载供电。当主电源超出其工作范围或出现电源故障时,它将通过转换开关转换为电池逆变器电源。其特点是:结构简单,体积小,成本低,但输入电压范围窄,输出电压稳定,精度差,有开关时间,输出波形一般为方波。 2.在线UPS:该UPS使逆变器保持工作状态。它首先通过电路将外部交流电转换为直流电,然后通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电。电脑。在线UPS在供电条件下的主要功能是稳定电压并防止电波干扰;发生电源故障时,将使用备用直流电源(电池组)为逆变器供电。由于逆变器始终处于工作状态,因此不存在开关时间问题,适合于对电源有严格要求的场合。在线UPS与后备电源不同的主要优点之一是,电源持续时间很长,通常为数小时,有时甚至长达10个小时。它的主要功能是允许您在断电时照常工作。显然,由于其特殊功能,价格显然要贵得多。 3.在线交互式UPS电源。当市电正常时,市电直接为负载供电。当主电源低或高时,UPS电源的内部稳压电路将其稳定,然后输出。主电源异常或电源故障时通过转换开关切换到电池逆变器电源时。它的特点是:输入电压范围宽,噪声低,尺寸小等,但也有开关时间。在线交互式UPS电源具有滤波功能,对电网具有很强的抗干扰能力,转换时间小于4ms,逆变器输出为模拟正弦波,因此可以配备服务器,路由器等网络设备,或用于电力环境恶劣的区域。 智能UPS是当今UPS的主要发展趋势。随着UPS在网络系统上的应用,网络管理员强调整个网络系统是受保护的对象,希望当电源系统出现故障时,整个网络系统可以继续工作而不会中断。因此,配置微处理器使其智能化是UPS的新趋势。 UPS内部硬件和软件的结合大大改善了UPS的功能,并可以监视UPS的运行状态,例如:UPS输出电压频率,电网电压频率,电池状态和故障记录等。还可以通过软件检测电池,自动放电和充电,并远程切换机器。网络管理员可以根据这些信息分析电源质量,并根据实际情况采取相应的措施。 本文只能带领大家对UPS电源有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-03-10 关键词: ups电源 储能电池 电容

  • 关于电路设计中常见的几种电容,你知道有哪些吗?

    关于电路设计中常见的几种电容,你知道有哪些吗?

    随着社会的快速发展,我们的电容也在快速发展,那么你知道电容的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。大家对电容的概念大多还停留在理想的电容阶段,一般认为电容就是一个C。却不知道电容还有很多重要的参数,也不知道一个1uF的瓷片电容和一个1uF的铝电解电容有什么不同。下面介绍几种常见的电容: 陶瓷介电电容器:该结构使用陶瓷材料作为介质,在陶瓷表面覆盖一层金属(银)膜,然后在高温下烧结作为电极。瓷介电容器分为1类介电(NPO,CCG); 2型介电质(X7R,2X1)和3型介电质(Y5V,2F4)陶瓷介电电容器。陶瓷介电电容器具有温度系数小,稳定性高,损耗低,耐压高的优点。最大容量不超过1 000 pF。常用的系列有CC1,CC2,CC18A,CC11,CCG等。 铝电容器是通过氧化铝箔,然后将绝缘层夹在中间,然后浸入电解质溶液中制成的。原理是化学的。电容器的充电和放电取决于化学反应。电容器对信号的响应速度由电解质充电。离子的移动速度限制通常适用于低频(低于1M)的过滤场合。 ESR主要是铝电阻和电解质的等效电阻之和,并且该值相对较大。铝电容器的电解质将逐渐挥发,导致电容器减少甚至失效,并且挥发速度随着温度的升高而增加。温度每升高10度,电解电容器的寿命就会减半。如果电容器可以在27度的室温下使用10,000小时,则只能在57度的温度下使用1250小时。因此,铝电解电容器不应太靠近热源。 涤纶电容器结构涤纶电容器,是用有极性聚脂薄膜为介质制成的具有正温度系数(即温度升高时,电容量变大)的无极性电容。优点耐高温、耐高压、耐潮湿、价格低。 电解电容一般以铝或钽电解电容最为常见,电容里面的介质是液体电解质。它的特点是容量大,但是漏电大,对温度敏感,稳定性差。常见的电解电容都是有正负极性的,但现在有少数厂家可以生产无极性的电解电容,只是应用的比较少。 陶瓷片状电容器依靠物理反应来存储电能,因此它们具有非常高的响应速度,可以应用于G应用。 但是,由于电介质不同,陶瓷电容器也表现出很大的差异。 最佳性能是由C0G制成的电容器,该电容器具有较小的温度系数,但材料的介电常数较小,因此电容值不能太大。 最差的性能是Z5U / Y5V材料。 这种材料的介电常数大,因此电容可以是几十微法拉。 但是这种材料会受到温度和直流偏置的严重影响(直流电压会使材料极化并降低电容)。 聚丙烯电容器结构用无极性聚丙烯薄膜为介质制成的一种负温度系数无极性电容。有非密封式(常用有色树脂漆封装)和密封式(用金属或塑料外壳封装)两种类型。优点损耗小,性能稳定,绝缘性好,容量大。 独石电容是一种陶瓷电容,温度和频率性能好,电容值比较稳定,但容量小,价格比较贵,一般用于要求比较高的电路中,高频电路用的比较多。 钽电容拥有体积小、容量大、速度快、ESR低等优势,价格也比较高。决定钽电容容量和耐压的是原材料钽粉颗粒的大小。颗粒越细可以得到越大的电容,而如果想得到较大的耐压就需要较厚的Ta2O5,这就要求使用颗粒大些的钽粉。所以体积相同要想获得耐压高而又容量大的钽电容难度很大。 云母电容器结构云母电容器是采用云母作为介质,在云母表面喷一层金属膜(银)作为电极,按需要的容量叠片后经浸渍压塑在胶木壳(或陶瓷、塑料外壳)内构成。优点稳定性好、分布电感小、精度高、损耗小、绝缘电阻大、温度特性及频率特性好、工作电压高(50 V~7 kV)等优点 。用途一般在高频电路中作信号耦合、旁路、调谐等使用。常用的有CY、CYZ、CYRX等系列。 以上就是电容的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-03-10 关键词: 电压.电流 电容

  • 滤波电容有什么作用?钽电容又有什么优点?

    滤波电容有什么作用?钽电容又有什么优点?

    今天,小编将在这篇文章中为大家带来滤波电容的作用和钽电容优点的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对电容具备清晰的认识,主要内容如下。 一、什么是电容 电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。 电容是指容纳电荷的能力。任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。一般认为:孤立导体与无穷远处构成电容,导体接地等效于接到无穷远处,并与大地连接成整体。 电容(或称电容量)是表现电容器容纳电荷本领的物理量。电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,可能电荷会永久存在,这是它的特征,它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。 二、滤波电容有何作用 滤波电容用于电源整流电路中,以滤除交流成分。滤波电容可以使输出直流平滑。对于精密电路,此时经常使用并联电容电路的组合以改善滤波电容的工作效果。 低频滤波电容主要用于电网滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与50Hz的电网功率相同。高频滤波电容主要用于开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千赫兹至几千赫兹。一万赫兹滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用。如何正确选择滤波电容,特别是输出滤波电容的选择,是每个工程技术人员都十分关注的问题。 普通的低频电解电容器在10,000 Hz附近开始出现电感性,这不能满足开关电源的要求,开关电源专用高频铝电解电容器有四个端子。正极铝板的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝板的两端也引出作为负极。电流从四端电容器的一个正极端子流入,流经电容器,然后从另一正极端子流向负载。从负载返回的电流也从电容器的一个负极端子流入,然后从另一负极端子流向电源的负极端子。 三、钽电容有何优点 钽电容器是体积小的产品,但可以达到更大的电容。它们最早由Bell Labs在1956年开发,并具有出色的性能。钽电容器具有各种形状,并且被制成适合于表面安装的小型芯片组件。 钽电容器不仅用于军事通信、航空航天等领域,而且还广泛用于工业控制、影视设备、通信仪器等产品。 钽电容的全称是钽电解电容器,它是一种电解电容器,它使用金属钽作为介质。与使用电解质的普通电解电容器不同,钽电容不需要像普通电解电容器那样用镀铝电容器纸缠绕。 由于钽电容的电介质层是通过电解质中的阳极金属的氧化而形成的,因此所形成的电介质膜在施加的电压的作用下会产生热量,从而易于制造具有高电阻率的氧化物。钽电容的自我修复性能保证了其长寿命和可靠性优势。固态钽电容具有出色的电性能、宽工作温度范围、多种形式和出色的体积效率。它们具有其独特的特性:钽电容的工作介质是在钽金属表面上形成的非常薄的五氧化二钽薄膜。该层的氧化膜电介质与电容器的一端结合形成整体,不能单独存在。由于阳极块具有许多微孔结构,因此单位体积的电容量特别大,即比容量高,因此适合于电路板的小型化。 以上便是小编此次带来的有关滤波电容的作用和钽电容优点的全部内容,十分感谢大家的耐心阅读,想要了解更多相关内容,或者更多精彩内容,请一定关注我们网站哦。

    时间:2021-03-09 关键词: 滤波电容 钽电容 电容

  • 电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    电容在电路中各种基本常识,你了解多少?

    1、电压源正负端接了一个电容(与电路并联),用于整流电路时,具有很好的滤波作用,当电压交变时,由于电容的充电作用,两端的电压不能突变,就保证了电压的平稳。 当用于电池电源时,具有交流通路的作用,这样就等于把电池的交流信号短路,避免了由于电池电压下降,电池内阻变大,电路产生寄生震荡。 2、比如说什么样的电路中串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别? 在交流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得! 3、基本放大电路中的两个耦合电容,电容+极和直流+极相接,起到通交隔直的作用,接反的话会怎么样,会不会也起到通交隔直的作用,为什么要那接呀! 接反的话电解电容会漏电,改变了电路的直流工作点,使放大电路异常或不能工作 4、阻容耦合放大电路中,电容的作用是什么? 隔离直流信号,使得相邻放大电路的静态工作点相互独立,互不影响。 5、模拟电路放大器不用耦合电容行么,照样可以放大啊?书上放大器在变压器副线圈和三极管之间加个耦合电容,解释是通交流阻直流,将前一级输出变成下一级输入,使前后级不影响,前一级是交流电,后一级也是交流电,怎么会相互影响啊,我实在想不通加个电容不是多此一举啊。 你犯了个错误。前一级确实是交流电,但后一级是交流叠加直流。三极管是需要直流偏置的。如果没有电容隔直,则变压器的线圈会把三极管的直流偏置给旁路掉(因为电感是通直流的) 6、基本放大电路耦合电容,其中耦合电容可以用无极性的吗? 在基本放大电路中,耦合电容要视频率而定,当频率较高时,需用无极电容,特点是比较稳定,耐压可以做得比较高,体积相对小,但容量做不大。其最大的用途是可以通过交流电,隔断直流电,广泛用于高频交流通路、旁路、谐振等电路。(简单理解为高频通路) 当频率较低时,无极电容因为容量较低,容抗相对增大,就要用有极性的电解电容了,由于其内部加有电解液,可以把容量做得很大,让低频交流电通过,隔断直流电。但由于内部两极中间是有机介质的,所以耐压受限,多用于低频交流通路、滤波、退耦、旁路等电路。(简单理解为低频通路) 7、请电路高手告知耦合电容起什么作用 在放大电路中,利用耦合电容通交隔直的作用,使高频交流信号可以顺利通过电路,被一级一级地放大,而直流量被阻断在每一级的内部。 8、请问用电池供电的电路中,电容为什么会充放电,起到延时的作用?高手指点谢谢。 电容是聚集电荷的,你可把它想象成个水杯,充放电就是充放水。在充电过程中,电压是慢慢的上升的,放电反之。你只需检测电容两端电压就能实现延时。如充电,开始时,电容两端电压为零,随着充电时间延长,电压逐渐上升到你设定的电压就能控制电路的开关。当然,也可反过来利用放电。延时时间与电容容量、电容漏电,充电电阻,及电压有关,有时还要把负载电阻考虑进去。 9、阻容耦合,是利用电容的通交隔直特性,防止前、后级之间的直流成分引起串扰,造成工作点的不稳定。 10、阻容耦合放大电路只能放大交流信号,不能放大直流信号,对还是错 对。电容是一种隔直流阻交流的电子元件.所以阻容耦合放大电路只能放大交流信号.放大直流信号用直接耦合放大电路。 11、放大电路中耦合电容和旁路电容如何判别? 耦合电容负极不接地,而是接下一级的输入端,旁路电容负极接地。 12、运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合? 其实很间单,一般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容。按照你输入信号的频率范围高频的可选用103,104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容。 13、放大电路采用直接耦合,反馈网络为纯电阻网络,为什么电路只可能产生高频振荡? 振荡来源于闭环的相移达到180度并且此时的环路增益是大于零的。采用纯电阻网络作为反馈网络是一定不会引入相移的,所以呢全部的相移是来自于放大器的开环电路。采用直接耦合的开环放大器在级之间是不会有电容元件引起相移的,那么能够引起相移的便是晶体管或MOS管内部的电容,这些电容都是fF,最大pF级的电容,这些电容与电路等效电阻构成的电路的谐振频率是相当高的。所以放大器采用直接耦合,反馈网络为纯阻网络只可能产生高频振荡。 14、阻容耦合放大电路的频带宽度是指(上限截至频率与下限截至频率之差)阻容耦合放大电路的上限截止频率是指(随着频率升高使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)阻容耦合放大电路的下限截止频率是指(随着频率降低使放大倍数下降到原来的0.707倍,即-3dB时的频率)。阻容耦合放大电路的上限截止频率主要受(晶体管结电容,电路的分布电容)的影响,阻容耦合放大电路的下限截止频率主要受(隔直电容与旁路)电容的影响 15、运放的多级交流放大电路如何选用电容耦合? 其实很间单,一般瓷片电容就可搞定!要效果好的话可选用钽电容。按照你输入信号的频率范围高频的可选用103,104容值的电容,对于较低频率的交流信号可选用22uF左右的电解电容。 16、在多级放大电路里面电解电容是怎么耦合到下一级的呢在电容里面的特性不是隔直的吗,它是怎么传送过去的呢。还有为电容要通过三极管的集电极来接呢,发射机为什么不可以呢?电解电容都是在交流放大器里面工作,而交流的电流方向呈周期性变化,三极管能正常导通吗。还有NPN型的三极管的集电极不是从C到B的吗,那它的电流是怎么通过流到下一级的三极管的基极的呢。 用电解电容做耦合的放大器,都是交流放大器。电解电容在这里作“通交隔直”用。由三极管的哪个极输出,是电路形式的问题,两者都有。 17、1、怎样估算第一级放大器的输出电阻和第二级放大器的输入电阻,2、当信号源的幅度过大,在两级放大器的输出端分别会出现什么情况。3、用手在放大器的输入端晃动,观察放大器的输出端,看是否出现了什么?原因是什么? (1)第二级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输出电阻。 (2)失真。 (3)杂波,人体感应 18、电容可以起到耦合作用?比如说什么样的电路中串或者并个电容可以达到耦合的作用,不放电容和放电容有什么区别? 在交流多级放大电路中,因个级增益及功率不同.各级的直流工作偏值就不同!若级间直接藕合则会使各级工作偏值通混无法正常工作!利用电容的通交隔直特性既解决了级间交流的藕合,又隔绝了级间偏值通混,一举两得! 19、怎么利用电容的充放电,理解滤波,去耦,旁路.....电容就是充放电。那怎么利用电容的充放电,去理解滤波,去耦,旁路..... 电容隔直流通交流,隔直流好理解,通交流不好理解,只要理解了通交流就理解了滤波、去耦和旁路。 电容就是充放电,不错。但交流电的方向,正反向交替变化。振幅的大小也做周期性变化。整个变化的图像就是一条正弦曲线。 电容器接在交流电路中,由于交流电压的周期性变化,它也在周期性的充放电变化。线路中存在充放电电流,这种充放电电流,除相位比电压超前90度外,形状完全和电压一样,这就相当于交流通过了电容器。 和交流电通过电阻是不同,交流电通过电阻,要在电阻上消耗电能(发热)。而通过电容器只是与电源做能量交换,充电时电源将能量送给电容器,放电时电容器又将电能返还给电源,所以这里的电压乘电流所产生的功率叫无功功率。 需要明确的是,电容器接在交流电路中,流动的电子(电流)并没有真正的冲过绝缘层,却在电路中产生了电流。这是因为在线路中,反向放电和正向充电是同一个方向,而正向放电和反向充电是同一个方向,就象接力赛跑,一个团队跑完交流电的正半周,另一个团队接过接力棒继续跑完交流电的负半周。理解了电容器通交流,那么,交流成份旁路到地,完成滤波也就可以理解了。 20、旁路电容和滤波电容,去耦电容分别怎么用?可以举一些实例说明。 答:这三种叫法的电容,其实都是滤波的,只是应用在不同的电路中,叫法和用法不一样。 滤波电容,这是我们通常用在电源整流以后的电容,它是把整流电路交流整流成脉动直流,通过充放电加以平滑的电容,这种电容一般都是电解电容,而且容量较大,在微法级。 旁路电容,是把输入信号中的高频成份加以滤除,主要是用于滤除高频杂波的,通常用瓷质电容、涤纶电容,容量较小,在皮法级。 去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定。 21、什么是耦合电容,去耦电容,有什么特点和作用? 耦合电容是传递交流信号的,接在线路中。去耦电容是将无用交流信号去除的,一段接在线路中、一端接地。 22、关于电容有几作用,在什么情况才电容耦合,在什么情况才电容滤波? 答:电容器在电路里的十八般武艺归根到底就是两个!充电荷!放电荷! 其特性就是通交流!隔直流!电容两端加上交变电压后会随电流交变频率而不断的充放电!此时电路里就有同频率的交变电流通过!这就是电容的通交特性! 在频率合适的情况下电容对电路可视为通路!前级交流输出经电容就可传至后级电路! 而对直流来说它却是隔绝的!因为两端电压充至与电路电压相等时就不会再有充电电流了! 作用于前后级交流信号的传递时就是藕合! 作用于滤除波动成份及无用交流成分时就是滤波! 23、大家都知道,整流电路的电容滤波是利用其充放电;但是有时候滤波是利用电容对不通频率信号的容抗不同,比如旁路电容。所以分析电容滤波时到底用哪个角度分析啊? 其实不论是哪种说法都是一个道理,利用充放电的理论较笼统一些,利用容抗的的理论则更深入一些,电容的作用就是利用了其充放电的特性,看你想滤除什么成份,滤低频用大电容,滤高频用小电容,在理论上低频整流电路中的滤波和高频中的旁路是相同的都是利用了容抗的不同。 24、电容如何实现充放电、整流、滤波的功能? 电容的充电,放电,整流和滤波甚至包括它的移相,电抗等功能,都是电容的存储功能在起作用。电容之所以能够存储电荷,是利用了正负电荷之间有较强的互相吸引的特性来实现的。在给电容充电时,人们通过电源将正电荷引入正极板,负电荷引入到电容的负极板。但是正负电荷又到不了一起这是因为有一层绝缘模阻隔着它们。隔模越大越薄引力也就越大。存储的电荷也就越多。正负电荷在十个极板间是吸引住了但是如果你给它提供一个外电路它们就会能过这个外电路互相结合,也就是放电。它们毕竟是一高一低麻。形像来说电容就像一个储水池。它可以形像地说明它的整流波波的作用。 25、滤波电容充电满了之后然后对后面回路放电然后在充放循环?稳压二极管是击穿稳压还是不击穿稳压? 其实你说的很对,它在电路中就是这么一个工作的过程,但是他跟信号的频率有关系,首先看你要把电容放在电路中用着什么,当用作滤波时,它把一定频率信号滤除到地,如芯片电源前端的电容,有的则是去耦,你说的现象就像稳压关前的滤波电容和开关电源输出的滤波电容。 关于稳压管我给你举个例子吧,假如有个5V的稳压管,当电压小与5V,电压就等与它本身的电压,当电压高于5V,稳压管就把电压稳到5V,多余的电压把稳压关击穿通道第上去了 26、电容的耦合是什么具体意思啊?它和滤波有什么区别吗? 耦合指信号由第一级向第二级传递的过程,一般不加注明时往往是指交流耦合。退耦是指对电源采取进一步的滤波措施,去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。 退耦有三个目的:1.将电源中的高频纹波去除,将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断;2.大信号工作时,电路对电源需求加大,引起电源波动,通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响;3.形成悬浮地或是悬浮电源,在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调匹 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 27、电容的作用是什么?我只知道滤波,就是滤除交流信号,谢谢回答。 不只是滤波,全部给你吧: 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。 28、电容器在电路中是如何起到滤波作用的?电容是开路的,交流电通过时是在给电容充电吗?电容是并联还是串联? 电容器的容抗随着两端加的交流电的频率不同而改变,Z=1/2*3.14*FC。根据需要滤除哪个频率的电流,设置不同的容值。这样就可以把不需要的电流引到地,就完成了滤波。而对需要的频率的电流,电容是通路的或阻抗很小。交流电通过时,是反复充电和放电的过程。 29、退耦电容、滤波电容、旁路电容三者都有什么作用,它们之间的区别和联系是什么? 例如,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(这需要计算)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。 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50--60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用。电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况。 滤波电容就更好理解了,电容有通交流阻直流的功效,滤波就是我可以通过选择不同的滤波电容,把一定频率的交流信号滤掉,留下想要的频率信号 30、请问耦合电容就是去耦电容么? 完全不同,耦合电容是信号传递,去耦电容是减少干扰。 31、电容去耦的原理是什么? 直流电路窜入交流信号或交流放大电路的自激回授,都会产生不良后果!为了阻止该交流成份逐级藕合放大,在级间设置电容使之回流入地!该电容就是退藕电容! 32、耦合和去耦有什么区别,耦合电容和去耦电容的作用分别是什么,在电路中如何放置,有什么原则? 藕合电容的做用是将前级的交流信号输送到下一级! 藕合电容的位置是跨接在前级的输出和后级的输入两端! 退藕电容的做用是将放大器级间窜藕的无益交流信号短路入地! 退藕电容的位置是在某输入级的对地间! 33、如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容啊? 滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的,滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。 34、请问有那位高手知道去耦电容和旁路电容的区别啊? 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。 去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。 一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰。 旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件。 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 从电路来说,总是存在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。这就是耦合。 去耦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。 旁路电容实际也是去耦合的,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,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u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。 35、如何区分电子电路中的电容是滤波电容还是旁路电容啊? 滤波电容在电源电路中;旁路电容在信号电路中;其实作用是基本一样的,滤波电容:将脉动的电流成份旁路或称滤除掉并起充放电作用。旁路电容:将电路中的高频或低频成份滤除或旁路掉。 36、高手请讲:二极管,三极管,电容。在电路中怎样起作用? 1.二极管起单向导电作用。 2.三极管在模拟电路中起放大作用,在数字电路中起开关作用。 3.电容总体来说起通交流隔直流作用,如滤波电容、耦合电容等等,根本宗旨就是“通交隔直”。 37、请问可爱的高手们!虑波电容在电路上起什么作用?谢谢你们咯!!! 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 38、电阻:具有上下拉电压的作用。电容:具有滤波整流与储能作用。二极管:具有稳压与单向电流作用。 39、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。 END 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-09 关键词: 模拟电路 耦合电容 电容

  • 关于MLCC陶瓷电容,这篇总结得太全面了!

    1前言 电子元器件之一电容种类繁多,而陶瓷电容是用得最多种类,没有之一,因此硬件工程师必须熟练的掌握其特性。 作为一个工作多年的硬件工程师,笔者结合自身经验,通过查阅各种资料,针对硬件设计需要掌握的重点及难点,总结了此文档。通过写文档,目的是能够使自己的知识更具有系统性,温故而知新,同时也希望对读者有所帮助,大家一起学习和进步。 2、电容的定义 2.1 电容的本质 两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。 2.2 电容量的大小 电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。 电容量的大小公式: :两极板间介质的介电常数 S:两极板间的正对面积 k:静电常数,等于k=8.987551×10^9N·m^2/C^2 d:两极板间的距离 化简后的公式是: 想使电容容量大,有三种方法: ①使用介电常数高的介质 ②增大极板间的面积 ③减小极板间的距离。 3、MLCC陶瓷电容物理结构 MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多层陶瓷电容器英文缩写。是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。 可以看到,内部电极通过一层层叠起来,来增大电容两极板的面积,从而增大电容量。 陶瓷介质即为内部填充介质,不同的介质做成的电容器的特性不同,有容量大的,有温度特性好的,有频率特性好的等等,这也是为什么陶瓷电容有这么多种类的原因。 4、陶瓷电容的基本参数 4.1 电容的单位 电容的基本单位是:F(法),此外还有μF(微法)、nF、pF(皮法),由于电容F的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。 它们之间的具体换算如下: 1F=1000000μF 1μF=1000nF=1000 000pF 4.2 电容容量 常用陶瓷电容容量范围:0.5pF~100uF。 实际生产的电容的陶瓷容量值也是离散的,常用电容容量如下表: 陶瓷电容容量从0.5pF起步,可以做到100uF,并且根据电容封装(尺寸)的不同,容量也会不同。 选购电容器不能一味的选择大容量,选择合适的才是正确的,例如0402电容可以做到10uF/10V,0805的电容可以做到47uF/10V,但是为了好采购、成本低,一般都不会顶格选电容。 一般推荐0402选4.7uF-6.3V,0603选22uF/6.3,0805选47uF/6.3V,其它更高耐压需要对应降低容量。 满足要求的情况下,选择主要就看是否常用,价格是否低廉。 4.3 额定电压 陶瓷电容常见的额定电压有:2.5V、4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、200V、250V、450V、500V、630V、1KV、1.5KV、2KV、2.5KV、3KV等等。 4.4 电容类型 同介质种类由于它的主要极化类型不一样,其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。在相同的体积下的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。介质材料划按容量的温度稳定性可以分为两类,即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器, NPO属于Ⅰ类陶瓷,而其他的X7R、X5R、Y5V、Z5U等都属于Ⅱ类陶瓷。 MLCC陶瓷电容主要分为2大类:高节介电常数型和温度补偿型 国内:风华FH、宇阳科技EYANG、信昌电陶PSA、三环CCTC等等。村田muRata、松下PANASONIC、三星SAMSUNG、太诱TAIYO YUDEN、TDK、威世VISHAY、国巨YAGEO等等。4.5 5、陶瓷电容的特点 5.1 电容实际电路模型 电容作为基本元器件之一,实际生产的电容都不是理想的,会有寄生电感,等效串联电阻存在,同时因为电容两极板间的介质不是绝对绝缘的,因此存在数值较大的绝缘电阻。 所以,实际的电容模型等下如下图: 5.2 阻抗-频率特性 根据上述电容模型,我们可以得到电容的复阻抗公式: 实际陶瓷电容的绝缘电阻时非常大的,是兆欧姆级别的,所以R远大于,所以简化公式为: 其中为容抗,为感抗,为等效串联电阻。很容易看出,在频率比较低(比较小)的时候,容抗远大于感抗,电容主要成容性,在频率比较高的时候,电容主要呈感性。 而当,即谐振的时候,阻抗等于等效串联电阻,此时阻抗达到最小值,如果是用来滤波的话,此时效果最好。 某村田10uF电容的阻抗频率曲线如下图: 注意,这个坐标系是对数坐标系,纵轴为复阻抗的模。 5.3 谐振频率 从上小节可知,电容在谐振频率处阻抗最低,滤波效果最好,那么各种规格的电容的谐振频率是多少呢? 下图是村田常用电容的谐振频率表: 频率曲线如下图: 5.4 等效串联电阻ESR 从上小节可以看出,陶瓷的等效串联电阻并不是恒定的,它是跟频率有很大的关系。上述10uF电容在100hz的时候,ESR是3Ω,在700Khz的时候达到最小,ESR是3mΩ,相差了1000倍,是非常大的。 我们非常关心陶瓷电容的ESR到底是多大,特别用在开关电源的时候,需要用来计算纹波的大小。那么各中电容型号的ESR是多少呢? 下图为村田普通电容的ESR表。 ES频率曲线如下图: 5.5 精度大小 相对于电阻的精度来说,电容的精度要低很多,以下是一般电容的精度。 同一类型的电容精度一般厂家会生产2~4种精度的档次共选择。 电容类型 精度档次 NP0(C0G)(0.5pF~4.9pF) B(±0.1pF); C(±0.25pF) NP0(C0G)(5.0pF~9.9pF) D(±0.5pF) NP0(C0G)(≥10pF) F(±1%),  G(±2%), J(±5%),K(±10%) X7R J(±5.0%);K(±10%);M(±20%); X5R J(±5.0%);K(±10%);M(±20%); Y5V M(±20%);Z(-20%,+80%) 5.6温度特性 不同类型的电容的工作温度范围是不同的、并且其容量随温度的变化也不同,相差非常大,如下表 温度特性对照表 电容型号 工作温度范围 容量随温度变化值 C0G(NP0) -55~125℃ 0±30ppm/℃ X7R -55~125℃ ±15% X6S -55~105℃ ±22% X5R -55~85℃ ±15% Y5U -30~85℃ +22%/-56% Y5V -30~85℃ +22%/-82% Z5U 10~85℃ +22%/-56% Z5V 10~85℃ +22%/-82% 在设计电路的时候,需要考虑不同电容的温度系数,按照使用场景选择符合要求的电容。在一些对电容容量由要求的地方,就不能选择Y或者Z系列的电容。 5.7直流偏压特性 陶瓷电容的另外一个特性是其直流偏压特性。 对于在陶瓷电容器中又被分类为高诱电率系列的电容器(X5R、X7R特性),由于施加直流电压,其静电容量有时会不同于标称值,因此应特别注意。 例如,如下图所示,对高介电常数电容器施加的直流电压越大,其实际静电容量越低。 容值越高的电容,直流偏压特性越明显,如47uF-6.3V-X5R的电容,在6.3V电压处,电容量只有其标称值的15%左右,而100nF-6.3V-X5R的电容容值为其标称值的,如下图。 那么,DC偏压特性的原理是怎样的呢? 陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器,现在主要使用以BaTiO3 (钛酸钡) 作为主要成分的电介质。 BaTiO3具有如下图所示的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构,在居里温度以上时,为立方晶体(cubic),Ba2+离子位于顶点,O2-离子位于表面中心,Ti4+离 子位于立方体中心的位置。 上图是在居里温度(约125℃)以上时的立方晶体(cubic)的晶体结构,在此温度以下的常温领域,向一个轴(C轴)延长,其他轴略微缩短的正方体(tetragonal)晶体结构。 此时,作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果,产生极化,不过,这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生,因此,称为自发极化(spontaneous polarization)。像这样,具有自发极化,而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性,被称为强诱电型(ferro electricity)。 与单位体积内的自发极化的相转变相同的是电容率,可视为静电容量进行观测。 当没有外加直流电压时,自发极化为随机取向状态,但当从外部施加直流电压时,由于电介质中的自发极化受到电场方向的束缚,因此不易发生自发极化时的自由相转变。其结果导致,得到的静电容量较施加偏压前低。 这就是当施加了直流电压后,静电容量降低的原理。 此外,对于温度补偿用电容器 (CH、C0G特性等) ,以常诱电性陶瓷作为主要原料,静电容量不因直流电压特性而发生变化。 5.8 漏电流和绝缘电阻 陶瓷电容绝缘电阻比较大,漏电流小。 绝缘电阻主要与容量有关,容量越大,漏电流越大,下面列出村田的几种普通电容的绝缘电阻表格,可供参考。 电容型号 绝缘电阻 额定电压下漏电流 10pF_CH_0603_50V ≥10000MΩ ≤0.005uA 100pF_C0G_0603_50V ≥10000MΩ ≤0.005uA 1nF_X7R_0603_50V ≥10000MΩ ≤0.005uA 10nF_X7R_0603_50V ≥10000MΩ ≤0.005uA 100nF_X7R_0603_50V ≥500MΩ ≤0.1uA 1uF_X7R_0603_25V ≥50MΩ ≤0.5uA 10uF_X5R_0603_10V ≥5MΩ ≤2uA 47uF_X5R_0805_6.3V ≥1.06MΩ ≤5.94uA 尽管陶瓷电容的漏电流不大,但是大电容的电容量也达到了微安级别,如果是做超低功耗的产品的话,也需要好好选择一些绝缘电阻大的电容 6、常见问题 6.1 机械应力导致电容失效 陶瓷电容最坑的失效就是短路了,一旦陶瓷电容短路,产品无法正常使用,危害非常大,那么造成短路失效的原因是什么呢? 答案是机械应力、机械应力会产生裂纹,从而是电容容量变小或者是短路。 为什么会产生扭曲裂纹呢?这是由于贴片是焊接在电路板上的。对电路板施加过大的机械力、使得电路板弯曲或老化,从而产生了扭曲裂纹。 扭曲裂纹从下面的外部电极的一端延伸到上面的外部电极的话,容量就会下降,使得电路呈现出开路状态(开放)。因此,即使裂纹不是十分严重,如果到达贴片内部电极,焊剂中的有机酸和湿气会通过裂纹的缝隙侵入,导致绝缘电阻性能降低。另外,电压负荷会变高,电流的流量过大时,最糟糕的情况会导致短路。 一旦出现了扭曲裂纹,是很难从外面将其去除的,因此为了防止裂纹的产生,应当控制不要施加过大的机械力。 一般电容封装越大,越容易产生机械应力失效。 6.1.2 机械应力行为 那么,常见会出现应力的行为有哪些呢? ①贴片原因:贴片机拾取电容力度过大,施力点不在中心,电容不平都可能碰坏电容。 ②过量焊锡:当温度变化时,过度的焊锡在贴片电容器上面产生很高的张力,从而是电容器断裂,焊锡不足时又会使电容器从PCB上剥离。 ③PCB弯曲:焊接到PCB板上后,PCB弯曲,拉动瓷片电容,过应力后损坏。 ④跌落、碰撞:PCB/成品跌落导致振动或变形,使电容受到机械应力。 ⑤手工焊接:突然加热或冷却导致张力比较大(解决办法是先预热) 6.1.3 PCB设计注意事项 电容放置方向平行于PCB弯曲方向,放置位置远离PCB大形变位置。避免电容在长边受力,如下图,右边的电容摆放就就左边要好。 下图PCB拼板,受力大小是:A>B、A>B、A>C、A>D 电容也需要远离螺丝孔、减小应力。 6.2 啸叫 一般温度特性为X5R/B,X7R/R的高介电常数陶瓷电容器中,电介质材料使用强介电性的钛酸钡系的陶瓷,具有压电效应。 在施加交流电压时,独石陶瓷电容器贴片会发生叠层方向伸缩。因此电路板也会平行方向伸缩,而因电路板的振动而产生了噪声。贴片及电路板的振幅仅为1pm~1nm左右,但发出的声响却十分大。 其实几乎无法听到电容器本身发出的噪声,但将其安装于电路板后振动会随之增强,振幅的周期也达到了人耳能够听到的频率带(20Hz~20kHz),所以声音可通过人耳进行识别。例如可听到"ji----"、"ki----""pi----"等声响。 陶瓷电容器的"啸叫"现象,其振动变化仅为1pm~1nm左右,为压电应用产品的1/10至几十分之一,非常之小,因此我们可以判断这种现象对独石陶瓷电容器本身及周围元器件产生的影响,不存在可靠性问题。 作者:硬件工程师炼成之路 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-09 关键词: 陶瓷电容 MLCC 电容

  • 晶振电路中的两个电容有什么用

    时间:2021-03-02 关键词: 晶振 晶振电路 电容

  • 干货!了解电容,读这一篇就够了

    一、电容的基本原理 电容,和电感、电阻一起,是电子学三大基本无源器件;电容的功能就是以电场能的形式储存电能量。 以平行板电容器为例,简单介绍下电容的基本原理 如上图所示,在两块距离较近、相互平行的金属平板上(平板之间为电介质)加载一个直流电压;稳定后,与电压正极相连的金属平板将呈现一定量的正电荷,而与电压负极相连的金属平板将呈现相等量的负电荷;这样,两个金属平板之间就会形成一个静电场,所以电容是以电场能的形式储存电能量,储存的电荷量为Q。 电容储存的电荷量Q与电压U和自身属性(也就是电容值C)有关,也就是Q=U*C。根据理论推导,平行板电容器的电容公式如下: 理想电容内部是介质(Dielectric),没有自由电荷,不可能产生电荷移动也就是电流,那么理想电容是如何通交流的呢? 通交流 电压可以在电容内部形成一个电场,而交流电压就会产生交变电场。根据麦克斯韦方程组中的全电流定律: 即电流或变化的电场都可以产生磁场,麦克斯韦将ε(∂E/∂t)定义为位移电流,是一个等效电流,代表着电场的变化。(这里电流代表电流密度,即J) 设交流电压为正弦变化,即: 实际位移电流等于电流密度乘以面积: 所以电容的容抗为1/ωC,频率很高时,电容容抗会很小,也就是通高频。 下图是利用ANSYS HFSS仿真的平行板电容器内部的电磁场的变化。 横截面电场变化(GIF动图,貌似要点击查看) 纵断面磁场变化(GIF动图,貌似要点击查看) 也就是说电容在通交流的时候,内部的电场和磁场在相互转换。 隔直流 直流电压不随时间变化,位移电流ε(∂E/∂t)为0,直流分量无法通过。 实际电容等效模型 实际电容的特性都是非理想的,有一些寄生效应;因此,需要用一个较为复杂的模型来表示实际电容,常用的等效模型如下: 由于介质都不是绝对绝缘的,都存在着一定的导电能力;因此,任何电容都存在着漏电流,以等效电阻Rleak表示; 电容器的导线、电极具有一定的电阻率,电介质存在一定的介电损耗;这些损耗统一以等效串联电阻ESR表示; 电容器的导线存在着一定的电感,在高频时影响较大,以等效串联电感ESL表示; 另外,任何介质都存在着一定电滞现象,就是电容在快速放电后,突然断开电压,电容会恢复部分电荷量,以一个串联RC电路表示。 大多数时候,主要关注电容的ESR和ESL。 品质因数(Quality Factor) 和电感一样,可以定义电容的品质因数,也就是Q值,也就是电容的储存功率与损耗功率的比: Qc=(1/ωC)/ESR Q值对高频电容是比较重要的参数。 自谐振频率(Self-Resonance Frequency) 由于ESL的存在,与C一起构成了一个谐振电路,其谐振频率便是电容的自谐振频率。在自谐振频率前,电容的阻抗随着频率增加而变小;在自谐振频率后,电容的阻抗随着频率增加而变小,就呈现感性;如下图所示: 图出自Taiyo Yuden的EMK042BJ332MC-W规格书 二、电容的工艺与结构 根据电容公式,电容量的大小除了与电容的尺寸有关,与电介质的介电常数(Permittivity)有关。电介质的性能影响着电容的性能,不同的介质适用于不同的制造工艺。 常用介质的性能对比,可以参考AVX的一篇技术文档。 AVX Dielectric Comparison Chart 电容的制造工艺主要可以分为三大类: 薄膜电容(Film Capacitor) 电解电容(Electrolytic Capacitor) 陶瓷电容(Ceramic Capacitor) 2.1 薄膜电容(Film Capacitor) Film Capacitor在国内通常翻译为薄膜电容,但和Thin Film工艺是不一样的。为了区分,个人认为直接翻译为膜电容好点。 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;其内部结构大致如下图所示: 原图来自于维基百科 薄膜电容根据其电极的制作工艺,可以分为两类: 金属箔薄膜电容(Film/Foil) 金属箔薄膜电容,直接在塑料膜上加一层薄金属箔,通常是铝箔,作为电极;这种工艺较为简单,电极方便引出,可以应用于大电流场合。 金属化薄膜电容(Metallized Film) 金属化薄膜电容,通过真空沉积(Vacuum Deposited)工艺直接在塑料膜的表面形成一个很薄的金属表面,作为电极;由于电极厚度很薄,可以绕制成更大容量的电容;但由于电极厚度薄,只适用于小电流场合。 金属化薄膜电容就是具有自我修复的功能,即假如电容内部有击穿损坏点,会在损坏处产生雪崩效应,气化金属在损坏处将形成一个气化集合面,短路消失,损坏点被修复;因此,金属化薄膜电容可靠性非常高,不存在短路失效; 薄膜电容有两种卷绕方法:有感绕法在卷绕前,引线就已经和内部电极连在一起;无感绕法在绕制后,会采用镀金等工艺,将两个端面的内部电极连成一个面,这样可以获得较小的ESL,应该高频性能较高;此外,还有一种叠层型的无感电容,结构与MLCC类似,性能较好,便于做成SMD封装。   最早的薄膜电容的介质材料是用纸浸注在油或石蜡中,英国人D'斐茨杰拉德于1876年发明的;工作电压很高。现在多用塑料材料,也就是高分子聚合物,根据其介质材料的不同,主要有以下几种: 应用最多的薄膜电容是聚酯薄膜电容,比较便宜,由于其介电常数较高,尺寸可以做的较小;其次就是聚丙烯薄膜电容。其他材料还有聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等等。 薄膜电容的特点就是可以做到大容量,高耐压;但由于工艺原因,其尺寸很难做小,通常应用于强电电路,例如电力电子行业;基本上是长这个样子: 截图于High Power Capacitors For Power Electronics - AVX 2.2 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。 根据使用的金属的不同,目前只要有三类电解电容: 铝电解电容(Aluminum electrolytic capacitors) 铝电解电容应该是使用最广泛的电解电容,最便宜,其基本结构如下图所示:   铝电解电容的制作工艺大致有如下几步: 首先,铝箔会通过电蚀刻(Etching)的方式,形成一个非常粗糙的表面,这样增大了电极的表面积,可以增大电容量; 再通过化学方法将阳极氧化,形成一个氧化层,作为介质; 然后,在阳极铝箔和阴极铝箔之间加一层电解纸作为隔离,压合绕制; 最后,加注电解液,电解纸会吸收电解液,封装成型。 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。 下图是基美(Kemet)的铝电解电容产品,大致可以看出铝电解电容的特点。   铝电解电容也有使用二氧化锰、导电高分子聚合物等固态材料做电解质;聚合物铝电解电容的结构大致如下图所示:   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: 而聚合物铝电解电容的封装长这样: 钽电解电容(Tantalum electrolytic capacitors) 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: 原图出自Vishay技术文档 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: 截图于Vishay技术文档 铌电解电容(Niobium electrolytic capacitors) 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: 电解电容对比表,数据来源于维基百科,仅供参考。 2.3 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。 陶瓷电容,主要有以下几种: 瓷片电容(Ceramic Disc Capacitor) 瓷片电容的主要优点就是可以耐高压,通常用作安规电容,可以耐250V交流电压。其外观和结构如下图所示: 多层陶瓷电容(Multi-layer Ceramic Capacitor) 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。 作者,也就是我自己设计的主板,自己拍的照片,加了艺术效果;没有标引用和出处的图片和内容,绝大多数都是我自己画或弄出来的,剩下一点点可能疏忽忘加了;标引用的图片,很多都是我重新加工的,例如翻译或几张图拼在一起等等,工具很土EXCEL+截图。 多层陶瓷电容的内部结构如下图所示: 原图出自SMD MLCC for High Power Applications - KEMET 多层陶瓷电容生产流程如下图所示: 由于多层陶瓷需要烧结瓷化,形成一体化结构,所以引线(Lead)封装的多层陶瓷电容,也叫独石(Monolithic)电容。 在谈谈电感 中也介绍过多层陶瓷工艺和Thin Film工艺。Thin Film技术在性能或工艺控制方面都比较先进,可以精确的控制器件的电性能和物理性能。因此,Thin Film电容性能比较好,最小容值可以做到0.05pF,而容差可以做到0.01pF;比通常MLCC要好很多,像Murata的GJM系列,最小容值是0.1pF,容差通常都是0.05pF;因此,Thin Film电容可以用于要求比较高的RF领域,AVX有Accu-P®系列。 陶瓷介质的分类 根据EIA-198-1F-2002,陶瓷介质主要分为四类: Class I:具有温度补偿特性的陶瓷介质,其介电常数大都较低,不超过200。通常都是顺电性介质(Paraelectric),温度、频率以及偏置电压下,介电常数比较稳定,变化较小。损耗也很低,耗散因数小于0.01。 性质最稳定,应用最多的是C0G电容,也就是NP0。NP0是IEC/EN 60384-1标准中规定的代号,即Negative Positive Zero,也就是用N和P来表示正负偏差。 由于介电常数低,C0G电容的容值较小,最大可以做到0.1uF,0402封装通常最大只有1000pF。 Class II,III:其中,温度特性A-S属于Class II,介电常数几千左右。温度特性T-V属于Class III,介电常数最高可以到20000,可以看出Class III的性能更加不稳定。根据IEC的分类,Class II和III都属于第二类,高介电常数介质。像X5R和X7R都是Class II电容,在电源去耦中应用较多,而Y5V属于Class III电容,性能不太稳定,个人觉得现在应用不多了。 由于Class II和III电容的容值最高可以做到几百uF,但由于高介电常数介质,大都是铁电性介质(Ferroelectric),温度稳定性差。此外,铁电性介质,在直流偏置电压下介电常数会下降。 在谈谈电感一文中,介绍了铁磁性介质存在磁滞现象,当内部磁场超过一定值时,会发生磁饱和现象,导致磁导率下降;同样的,对于铁电性介质存在电滞现象,当内部电场超过一定值时,会发生电饱和现象,导致介电常数下降。 因此,当Class II和III电容的直流偏置电压超过一定值时,电容会明显下降,如下图所示: Class IV:制作工艺和通常的陶瓷材料不一样,内部陶瓷颗粒都是外面一层很薄的氧化层,而核心是导体。这种类型的电容容量很大,但击穿电压很小。由于此类电容的性能不稳定,损耗高,现在已经基本被淘汰了。 电容类型总结表 还有一类超级电容,就是容量特别大,可以替代电池作为供电设备,也可以和电池配合使用。超级电容充电速度快,可以完全地充放电,而且可以充到任何想要的电压,只要不超过额定电压。现在应用也比较多,国内很多城市都有超级电容电动公交车;还有些电子产品上也有应用,例如一些行车记录仪上,可以持续供电几天。 三、电容的应用与选型 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。 3.1 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,小时候拆过家里的黑白电视机,拆开后看到显像管上贴了个高压危险,那时就有个疑问,没插电源也会有高压吗?工作后,拆过几个电源适配器,被电的回味无穷…… 回归正题,电容储能可以做如下应用: 储存能量就可以当电源,例如超级电容; 存储数据,应用非常广。动态易失性存储器(DRAM)就是利用集成的电容阵列存储数据,电容充满电就是1,放完电就是0。各种手机、电脑、服务器中内存的使用量非常大,因此,内存行业都可以作为信息产业的风向标了。 此外,电容还可以用作: 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,电容还可以用作: 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。 首先,在DCDC电路中,需要选择合适的输入电容和输出电容来降低电压纹波。需要计算出相关参数。 此外,像IC工作时,不同时刻需要的工作电流是不一样的,因此,也需要大量的去耦电容,来保证工作电压得稳定。 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。 例如多级放大器,为了防止直流偏置相互影响,静态工作点计算复杂,通常级间使用电容耦合,这样每一级静态工作点可以独立分析。 例如PCIE、SATA这样的高速串行信号,通常也使用电容进行交流耦合。 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。 3.2 铝电解电容 3.2.1 铝电解电容(湿式) 铝电解电容(湿式)无论是插件还是贴片封装,高度都比较高,而且ESR都较高,不适合于放置于IC附近做电源去耦,通常都是用于电源电路的输入和输出电容。 容值 从规格书中获取电容值容差,通常铝电解电容的容差都是±20%。计算最大容值和最小容值时,各项参数要满足设计要求。 额定电压 铝电解电容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。 例如,对于一些POE供电的设备,根据802.3at标准,工作电压最高可达57V,那么选择的TVS钳位电压有90多V,那么至少选择额定电压100V的铝电解电容。此时,也只有铝电解电容能同时满足大容量的要求。 耗散因数 设计DCDC电路时,输出电容的ESR影响输出电压纹波,因此需要知道铝电解电容的ESR,但大多数铝电解电容的规格书只给出了耗散因数tanδ。可以根据以下公式来计算ESR: ESR = tanδ/(2πfC) 例如,120Hz时,tanδ为16%,而C为220uF,则ESR约为965mΩ。可见铝电解电容的ESR非常大,这会导致输出电压纹波很大。因此,使用铝电解电容时,需要配合使用片状陶瓷电容,靠近DCDC芯片放置。 随着开关频率和温度的升高,ESR会下降。 额定纹波电流 电容的纹波电流,要满足DCDC设计的输入和输出电容的RMS电流的需求。铝电解电容的额定纹波电流需要根据开关频率来修正。 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℃。 3.2.2 聚合物铝电解电容 像Intel的CPU这样的大功耗器件,一颗芯片80多瓦的功耗,核电流几十到上百安,同时主频很高,高频成分多。这时对去耦电容的要求就很高: 电容值要大,满足大电流要求; 额定RMS电流要大,满足大电流要求; ESR要小,满足高频去耦要求; 容值稳定性要好; 表面帖装,高度不能太高,因为通常放置在CPU背面的BOTTOM层,以达到最好的去耦效果。 这时,选择聚合物铝电解电容最为合适。 此外,对于音频电路,通常需要用到耦合、去耦电容,由于音频的频率很低,所以需要用大电容,此时聚合物铝电解电容也很合适。 3.3 钽电容 根据前文相关资料的来源,可以发现,钽电容的主要厂商就是Kemet、AVX、Vishay。 钽属于比较稀有的金属,因此,钽电容会比其他类型的电容要贵一点。但是性能要比铝电解电容要好,ESR更小,损耗更小,去耦效果更好,漏电流小。下图是Kemet一款固态钽电容的参数表: 额定电压 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。 额定纹波电流 纹波电流流过钽电容,由于ESR存在会导致钽电容温升,加上环境温度,不要超过钽电容的额定温度以及相关降额设计。 3.4 片状多层陶瓷电容 片状多层陶瓷电容应该是出货量最大的电容,制造商也比较多,像三大日系TDK、muRata、Taiyo Yuden,美系像KEMET、AVX(已经被日本京瓷收购了)。 三大日系做的比较好的就是有相应的选型软件,有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线,非常全,不得不再次推荐一下: 3.4.1 Class I电容 Class I电容应用最多的是C0G电容,性能稳定,适用于谐振、匹配、滤波等高频电路。 C0G电容的容值十分稳定,基本不随外界条件(频率除外)变化,下图是Murata一款1000pF电容的直流、交流及温度特性。 因此,通常只需要关注C0G电容的频率特性。下图是Murata的3款相同封装(0402inch)相同容差(5%)的10pF电容的频率特性对比。 其中GRM是普通系列,GJM是高Q值系列、GQM是高频系列,可见GQM系列高频性能更好,自谐振频率和Q值更高,一些高频性能要求很高的场合,可以选用容差1%的产品。而GRM系列比较便宜,更加通用,例如EMC滤波。 3.4.2 Class II和Class III电容 Class II和Class III电容都是高介电常数介质,性能不稳定,容值变化范围大,通常用作电源去耦或者信号旁路。 以Murata一款22uF、6.3V、X5R电容为例,相关特性曲线: 容值 Class II和Class III电容,容值随温度、DC偏置以及AC偏置变化范围较大。特别是用作电源去耦时,电容都有一定的直流偏置,电容量比标称值小很多,所以要注意实际容值是否满足设计要求。 纹波电流 作为DCDC的输入和输出电容,都会有一定的纹波电流,由于ESR的存在会导致一定的温升。加上环境温度,不能超过电容的额定温度,例如X5R电容最高额度温度是85℃。 通常由于多层陶瓷电容ESR较小,能承受的纹波电流较大。 自谐振频率 电容由于ESL的存在,都有一个自谐振频率。大容量的电容,自谐振频率较低,只有1-2MHz。所以,为了提高电源的高频效应,大量小容值的去耦电容是必须的。此外,对于开关频率很高的DCDC芯片,要注意输入输出电容的自谐振频率。 ESR 设计DCDC电路,需要知道输出电容的ESR,来计算输出电压纹波。多层陶瓷电容的ESR通常较低,大约几到几十毫欧。 3.5 安规电容 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。下图为一个简易的电路示意图: 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。 此外,常用的RJ45网口,为了减小EMI,常用到Bob-Smith电路,如下图所示: 可以看到电容的耐压都是2kV以上,因为网口通常有变压器,220V交流电的L和N到网线有两个变压器隔离,是双重绝缘,L和N到网线之间也要进行抗电强度测试。双重绝缘,通常要求通过交流3kV或直流4.24kV测试。 因为,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。 此外,器件选型还要主要两点要求:和结构确认器件的长宽高;对插件封装器件不多时,是不是可以全部使用表贴器件,这样可以省掉波峰焊的工序。 结语 本文大致介绍了几类主要的电容的工艺结构,以及应用选型。水平有限,难免疏漏,欢迎指出。同时仅熟悉信息技术设备,对电力电子、军工等其他行业不了解,所以还有一些其他的电容相关应用无法介绍。 END 来源:知乎 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 资深工程师分享7种常见二极管应用电路解析 34个动控制原理图,老电工看了都说好! 学EMC避不开的10大经典问题 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-01 关键词: 无源器件 电容

首页  上一页  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下一页 尾页
发布文章

技术子站

更多

项目外包