电容的作用

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1、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

2、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,根据谐振频率一般是 0.1u,0.01u 等,而去耦 合电容一般比较大,是 10uF 或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动 电流的 变化大

3、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 1uF 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(lOOOuF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。曾有网友将滤波电容 比作“水塘”。由于电容

4、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40450VDC、电容值在220150 OOOuF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、

5、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

6、特性通过下面的公式描述:(V/R)e-(t/CR)通常音频电路中包括滤波、耦合、旁路、分频等电容,如何在电 路中更有效地选择使用各种不同类型的电容器对音响音质的改善具 有较大的影响。1. 耦合电容耦合电容的容量一般在O.lpF1pF之间,以使用云母、 丙烯、陶瓷等损耗较小的电容音质效果较好。2. 前置放大器、分频器等前置放大器、音频控制器、分频器上使用的电容,其容量在 1OOpFO.lpF之间,而扬声器分频LC网络一般采用1pF数 1OpF之间容量较大的电容,目前高档分频器中采用CBB电容居多。 小容量时宜采用云母,苯乙烯电容。而LC网络使用的电容,容量较 大,应使用金属化塑料薄膜或无极性电解

7、电容器,其中无机性电解电 容如采用非蚀刻式,则更能获取极佳音质。3. 滤波电容整流后由于滤波用的电容器容量较大,故必须使用电解电 容。滤波电容用于功率放大器时,其值应为lOOOOpF以上,用于前 置放大器时,容量为1OOOpF左右即可。当电源滤波电路直接供给放 大器工作时,其容量越大音质越好。但大容量的电容将使阻抗从10KHz附近开始上升。这时应采取几个稍小电容并联成大 电容同时也应并联几个薄膜电容,在大电容旁以抑制高频阻抗的上 升,如下图所示。图1滤波电路的并联电容基础知识一、电容的作用和分类电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料

8、的不同,所构成的电容器的种类也有所 不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介 质电容,有机固体介质电容电解电容。按极性分为:有极性电容和无极性电容。我们最常见到的就是 电解电容。电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于 级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐三、电容的单位电阻的基本单位是:F (法),此外还有pF (微法)、pF (皮 法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF (),由于电 容F的容量非常大,所以我们看到的一般都是pF、nF、pF的单位, 而不是F的单位。他们之间的具体换算如下:1F = 1

9、000000pF1pF=1000nF=1000000pF二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极 性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容 加一个“+”符号代表正极。五、电容的耐压单位:V (伏特)每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、 600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压 要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、 50V、63V、80V、1

10、00V、220V、400V 等。六、电容的种类电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、 无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚 乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽 电容等。下表是各种电容的优缺点:各种电容的优缺点:极性名称制作优点缺点无无感CBB电容2层聚丙乙烯塑料和无感高频特性不适合 做大容量,2层金属箔交替夹杂好,体积较小价格比较高然后捆绑而成。耐热性能较差。无CBB电容2层聚乙烯塑料和有感,其他同上?br / 2层金属 箔交替夹杂然后捆绑而成。无瓷片电容薄瓷片两面渡金属膜体积小,耐压高,易碎!容 量低银而成。价格低,频率高(有

11、一种是咼频电容)无云母电容云母片上镀两层金属容易生产,技术体积大,容 量小,薄膜 含量低 温度稳定(几乎没有用了)性好无 独石电容 体积比CBB更小,其他同CBB,有感有 电解电容 两片铝带和两层绝缘 容量大。高频特性不好。膜相互层叠,转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。有 钽电容用金属钽作为正极,稳定性好,容量大,造价高。 (一般在电解质外喷上金属咼频特性好。用于关键地方)作为负极。七、电容的标称及识别方法由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。如果是4n7就是4.7nF,不标单位的直接表示法:用14位数字表示,即指

12、数标 识,容量单位为pF,如独石和一些瓷片电容,一般就用指数形式,471 就代表 470八1 pF=470pF。瓷片电容也有直接标识容量的,单位就是pF。钽电容,一般直接标识数值,常见单位莡F。(电容数字标识部分由pongo网友补充,在此表示感谢!)色码表示法:沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字, 第一,二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单 位为pF)颜色意义:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫 =7、灰=8、白=9。电容的识别:看它上面的标称,一般有标出容量和正负极,比如 钽电容上,有白线的一端就是正极,另外像电解电容,就用引脚长短 来区别正

13、负极长脚为正,短脚为负。电阻电容序列值电容容值系列【单位pF】3 P 5 P 8 P 10 P 12 P 15 P 20 P 39 P 43 P 47 P51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100P 120P 150P180P 200P 220P 240P 270P 300P 330P 360P 390P 470P560P 620P 680P 750P【单位nF】1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.610 15 18 22 27 33 39 56 68 82【单位uF】0.1 0.15 0.22 0.33 0.47 1.

14、0 (1.5) 2.2 3.3电容的计算方法是这样的:AX表示A (般两位数)乘上10的x次方pF,因此,104就是0.1uF.电阻的表示方法也是这样的。如103的电阻表示10 000欧姆,即10K,102也就是1K。有的电容标号474,那么就表示0.47uF加上一些:电容的基本知识从事电子电路设计开发的,既有有多年经验的老手,也有刚入道 的新手。每个人都对单片机、DSP、嵌入式系统投入了大量的时间和 精力去研究,但是对于电路设计中应用最多、最广泛的元器件一一电 容,又有多少人能搞的很清楚呢?而这正是很多新手的疑惑之一,面 对众多的电容类型:钽电解、铝电解、独石、薄膜、陶瓷、纸介质等, 各种各

15、样的封装形式:贴片、针式、方块、不规则等,不同的应用领 域:去耦、滤波、高频、低频、谐振、开关电源中的应用等,您是否 能做出正确的选择呢?建议大家多加补充,一方面相互学习,另一方 面对新手也是一个帮助。在下抛砖引玉,引用其它网站的一些文章, (该网站名已经记不得了,现对其表示感谢)名称:聚酯(涤纶)电容(CL)符号:电容量:40p-4u额定电压:63-630V主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路名称:聚丙烯电容(CBB)符号:电容量:1000p-10u额定电压:63-2000V主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路名称:云母电容(CY)电容量:10p-0。1u额定电压:100V-7kV主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路名称:聚苯乙烯电容(CB电容量:10p-1u额定电压:100V-30KV主要特点:稳定,低损耗,体积较大应用:对稳定性和损耗要求较高的电路名称:空气介质可变电容器符号:可变电容量:100-1500p主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数

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