電容的基本定義
由非形態(tài)電容形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式,
牛角電容在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。這種電容的容量很小,但可能對(duì)電路形成一定的影響。在對(duì)印制板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮這種影響,尤其是在工作頻率很高的時(shí)候。也成為寄生電容,制造時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生,只是大小的問題。布高速PCB時(shí),過孔可以減少板層電容,但會(huì)增加電感。
分布電感是指在頻率提高時(shí),因?qū)w自感而造成的阻抗增加.電容器選用及使用注意事項(xiàng)1,一般在低頻耦合或旁路,電氣特性要求較低時(shí),可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應(yīng)選用云母電容器或瓷介電容器;在電源濾波和退耦電路中,可選用電容器。2,在振蕩電路、延時(shí)電路、音調(diào)電路中,電容器容量應(yīng)盡可能與計(jì)算值一致。在各種濾波及網(wǎng)(選頻網(wǎng)絡(luò)),電容器容量要求精確;在退耦電路、低頻耦合電路中,對(duì)同兩級(jí)精度的要求不太嚴(yán)格。3,電容器額定電壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓,并要有足夠的余地,一般選用耐壓值為實(shí)際工作電壓兩倍以上的電容器。 4,優(yōu)先選用絕緣電阻高,損耗小的電容器,還要注意使用環(huán)境。電容的作用濾波作用在電源電路中,整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流,而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中,為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化,所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電容.由于大容量的電容一般具有一定的電感,對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除,故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容,以濾除高頻及脈沖干擾。耦合作用在低頻信號(hào)的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,常采用電容藕合.為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過大,一般總采用容量較大的電容。電容的重要性洶涌的河水流入到湖泊中,再讓它流出來,那就顯得平靜而柔和了.電容就應(yīng)該是充當(dāng)了湖泊的作用吧.讓電流更純凈沒有雜波.所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電,當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡單,主要由兩塊正負(fù)電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主板、插卡、電源的電路中,應(yīng)用了電容、紙介電容和瓷介電容等幾類電容,并以電容為主。紙介電容是由兩層正負(fù)錫箔電極和一層夾在錫箔中間的絕緣蠟紙組成,并拆疊成扁體長方形。額定電壓一般在63V~250V之間,容量較小,基本上是pF(皮法)數(shù)量級(jí)?,F(xiàn)代紙介電容由于采用了硬塑外殼和樹脂密封包裝,不易老化,又因?yàn)樗鼈兓竟ぷ髟诘蛪簠^(qū),且耐壓值相對(duì)較高,所以損壞的可能性較小。萬一遭到電損壞,一般癥狀為電容外表發(fā)熱。瓷介電容是在一塊瓷片的兩邊涂上金屬電極而成,普遍為扁圓形。其電容量較小,都在pμF(皮微法)數(shù)量級(jí)。又因?yàn)榻^緣介質(zhì)是較厚瓷片,所以額定電壓一般在1~3kV左右,很難會(huì)被電損壞,一般只會(huì)出現(xiàn)機(jī)械破損。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用極少,每個(gè)電路板中分別只有2~4枚左右。
電容的結(jié)構(gòu)與紙介電容相似,不同的是作為電極的兩種金屬箔不同(所以在電容上有正負(fù)極之分,且一般只標(biāo)明負(fù)極),兩電極金屬箔與紙介質(zhì)卷成圓柱形后,裝在盛有電解液的圓形鋁桶中封閉起來。因此,如若電容器漏電,就容易引起電解液發(fā)熱,從而出現(xiàn)外殼鼓起或爆裂現(xiàn)象。體積大而容量大,在電容器上所標(biāo)明的參數(shù)一般有電容量(單位:微法)、額定電壓(單位:伏特),以及最高工作溫度(單位:℃)。其中,耐壓值一般在幾伏特~幾百伏特之間,容量一般在幾微法~幾千微法之間,最高工作溫度一般為85℃~105℃。
牛角電容指明電容的最高工作溫度,就是針對(duì)其電解液受熱后易膨脹這一特點(diǎn)的。所以,電容出現(xiàn)外殼鼓起或爆裂,并非只有漏電才出現(xiàn),工作環(huán)境溫度過高同樣也會(huì)出現(xiàn)。1.電容器主要用于交流電路及脈沖電路中,在直流電路中電容器一般起隔斷直流的作用。2.電容既不產(chǎn)生也不消耗能量,是儲(chǔ)能元件。3.電容器在電力系統(tǒng)中是提高功率因數(shù)的重要器件;在電子電路中是獲得振蕩、濾波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。4.因?yàn)樵诠I(yè)上使用的負(fù)載主要是電動(dòng)機(jī)感性負(fù)載,所以要并電容這容性負(fù)載才能使電網(wǎng)平衡。相位補(bǔ)償,電感相位超前,電容相位滯后。5.在接地線上,為什么有的也要通過電容后再接地咧?答:在直流電路中是抗干擾,把干擾脈沖通過電容接地(在這次要作用是隔直——電路中的電位關(guān)系);交流電路中也有這樣通過電容接地的,一般容量較小,也是抗干擾和電位隔離作用。電容補(bǔ)嘗功率因數(shù)答:因?yàn)樵陔娙萆辖㈦妷菏紫刃枰袀€(gè)充電過程,隨著充電過程,電容上的電壓逐步提高,這樣就會(huì)先有電流,后建立電壓的過程,純電容電路電流超前電壓90度(電容電流回路中無電阻和電感元件時(shí),叫純電容電路)。電動(dòng)機(jī)、變壓器等有線圈的電感電路,因通過電感的電流不能突變的原因,它與電容正好相反,需要先在線圈兩端建立電壓,后才有電流(電感電流回路中無電阻和電容時(shí),叫純電感電路),純電感電路的電流滯后電壓90度。由于功率是電壓乘以電流,當(dāng)電壓與電流不同時(shí)產(chǎn)生時(shí)(如:當(dāng)電容器上的電壓最大時(shí),電已充滿,電流為0;電感上先有電壓時(shí),電感電流也為0),這樣,得到的乘積(功率)也為0!這就是無功。那么,電容的電壓與電流之間的關(guān)系正好與電感的電壓與電流的關(guān)系相反,就用電容來補(bǔ)償電感產(chǎn)生的無功,這就是無功補(bǔ)償?shù)脑怼J裁词邱詈像詈现感盘?hào)由第一級(jí)向第二級(jí)傳遞的過程,一般不加注明時(shí)往往是指交流耦合。退耦是指對(duì)電源采取進(jìn)一步的濾波措施,去除兩級(jí)間信號(hào)通過電源互相干擾的影響。耦合常數(shù)是指耦合電容值與第二級(jí)輸入阻抗值乘積對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。
耦合小知識(shí):1 ,耦合,有聯(lián)系的意思。 2 ,耦合元件,尤其是指使輸入輸出產(chǎn)生聯(lián)系的元件。 3 ,去耦合元件,指消除信號(hào)聯(lián)系的元件。 4 ,去耦合電容簡稱去耦電容。 5 ,例如,晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻,它同時(shí)又使信號(hào)產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合,這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件,如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容,由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào)較小的阻抗(這需要計(jì)算)這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),故稱此電容為去耦電容。退耦有三個(gè)目的1. 將電源中的高頻紋波去除,將多級(jí)放大器的高頻信號(hào)通過電源相互串?dāng)_的通路切斷; 2. 大信號(hào)工作時(shí),電路對(duì)電源需求加大,引起電源波動(dòng),通過退耦降低大信號(hào)時(shí)電源波動(dòng)對(duì)輸入級(jí) / 高電壓增益級(jí)的影響; 3. 形成懸浮地或是懸浮電源,在復(fù)雜的系統(tǒng)中完成各部分地線或是電源的協(xié)調(diào)匹配。有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容作用濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。
去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩(wěn)定工作。
旁路電容用在有電阻連接時(shí),接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過。關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解1)去耦電容主要是去除高頻如RF信號(hào)的干擾,干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。 而實(shí)際上,芯片附近的電容還有蓄能的作用,這是第二位的。 你可以把總電源看作密云水庫,我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水,這時(shí)候,水不是直接來自于水庫,那樣距離太遠(yuǎn)了,等水過來,我們已經(jīng)渴的不行了。實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。如果微觀來看,高頻器件在工作的時(shí)候,其電流是不連續(xù)的,而且頻率很高,而器件VCC到總電源有一段距離,即便距離不長,在頻率很高的情況下,阻抗Z=i*wL+R,線路的電感影響也會(huì)非常大,會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候,不能被及時(shí)供給。
而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。
這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一(在vcc引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容,這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。)2)有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。
牛角電容去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地【九正建材網(wǎng)】因?yàn)殡娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多,所以,測(cè)量時(shí),應(yīng)針對(duì)不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下,1~47μF間的電容,可用R×1k擋測(cè)量,大于47μF的電容可用R×100擋測(cè)量。
A 因?yàn)殡娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多,所以,測(cè)量時(shí),應(yīng)針對(duì)不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下,1~47μF間的電容,可用R×1k擋測(cè)量,大于47μF的電容可用R×100擋測(cè)量。
B 將萬用表紅表筆接負(fù)極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對(duì)于同一電阻擋,容量越大,擺幅越大),接著逐漸向左回轉(zhuǎn),直到停在某一位置。此時(shí)的阻值便是電容的正向漏電阻,此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明,電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百kΩ以上,否則,將不能正常工作。在測(cè)試中,若正向、反向均無充電的現(xiàn)象,即表針不動(dòng),則說明容量消失或內(nèi)部斷路;如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱?,說明電容漏電大或已擊穿損壞,不能再使用。
C 對(duì)于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電容器,可利用上述測(cè)量漏電阻的方法加以判別。即先任意測(cè)一下漏電阻,記住其大小,然后交換表筆再測(cè)出一個(gè)阻值。兩次測(cè)量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表筆接的是正極,紅表筆接的是負(fù)極。
D 使用萬用表電阻擋,采用給電容進(jìn)行正、反向充電的方法,根據(jù)指針向右擺動(dòng)幅度的大小,可估測(cè)出電容的容量。
信息來源:
牛角電容