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電容雖小卻很複雜,你知道這些電容知識嗎?

來源(yuan):發(fa)布(bu)時(shi)間:2018-10-10 15:08:06點擊率:

首先簡(jian)單說(shuo)一下(xia)電容(rong)的標稱值;它是(shi)電容器上標注(zhu)的(de)該電容的各(ge)種參數(shu),標(biao)準單位是F(法拉),常用(yong)的其它單位還有:毫(hao)法(fa)(mF)、微法(uF)、納(na)法(nF)、皮法(pF),由(you)於單(dan)位(wei)F 的容量太大,所以(yi)人們(men)平(ping)時看(kan)到(dao)的一般都是μF、nF、pF的單位.換算(suan)關(guan)係(xi):1F=1000000μF,1μF=1000nF=1000000pF。 還有允許(xu)誤(wu)差(表示標稱容量(liang)與實際容量之差,再(zai)除(chu)以標稱(cheng)值(zhi)所得(de)的百分比。通(tong)常電容器的允許誤差分別8個等(deng)級)。 耐(nai)壓值,它(ta)指(zhi)電容在電路(lu)中(zhong)長期有效工作而(er)不會被(bei)擊(ji)穿(chuan)所(suo)能承(cheng)受的大交直流電壓。


電容的耐壓(ya)值與(yu)製(zhi)造(zao)時所用的介質(zhi)材料有關。 值得注意的是電容在電路中實際承受的電壓切不可(ke)超(chao)過其(qi)耐壓值,否則電容器會被擊穿損壞(huai),甚(shen)至出(chu)現爆裂。在濾(lv)波(bo)電路中耐壓值不(bu)可小於交(jiao)流有效值的√2倍,此外使用電解電容時,尤(you)其注意(yi)其正、負極不可接(jie)錯。 不同電路中,應選用不同(tong)類(lei)型的電容器。

對(dui)於電源濾波和放大器(qi)中耦合(he)、退耦(ou)電路,選用電解(jie)電容器。對於(yu)高(gao)頻(pin)電路和高壓電路,選用瓷介電容和雲母(mu)電容器。

對於諧振電路,宜用雲(yun)母電容、陶(tao)瓷電容器和(he)有機薄膜(mo)電容器。對於隔直電路,選(xuan)用滌(di)綸(lun)電容、雲母和陶瓷電容器。

對於諧(xie)振(zhen)回(hui)路可選用空(kong)氣電容、雲母電容、高頻陶瓷(ci)電容、小型密封可變(bian)電容器等。 一般都(dou)標注在電容器上(shang)。它有二(er)種標識(shi)法,一種(zhong)為(wei)直(zhi)讀(du)標識,另一種為顏色(se)標識法(黑o、棕(zong)1.、紅(hong)2、橙(cheng)3、黃4、綠5、藍6、紫(zi)7、灰(hui)8、白9)。

常用電容分為高頻旁(pang)路電容、低(di)頻旁路電容、濾波電容、可變電容、高頻耦合電容、低頻耦合電容等等。 在要求不高的電路中,通常無(wu)需考慮電容器的允(yun)許誤差。但(dan)對於振蕩電路和延(yan)時電路,它就(jiu)要(yao)考(kao)慮允許誤差(cha)盡(jin)可能小於5%以下。對於低頻耦合電路,其中的電容器允許誤差則(ze)可稍大一(yi)些10~20%。

若(ruo)電路要求不高,則應盡量選用電解電容。對於電子板體積較(jiao)小,可選用鉭電解電容器。此外對於長時間積分(fen)電路,鉭(tan)電解電容也是,因為它的漏(lou)電小。 對於電源濾波電路,可根據(ju)具體的電路要求(qiu)來選擇。例如(ru),因為線性(xing)電源濾波的脈(mai)衝電流(liu)較小、頻率較低,則它對電容器的要求較低,因此(ci)可采用電解電容器與非電解電容器並聯方式(shi);其中電解電容的作(zuo)用是濾除低頻交流信(xin)號,非(fei)電解電容器的作用則是濾除高頻交流信號。在50HZ、常溫(wen)條件(jian)下,鋁(lv)電解電容器的容量與輸出電流的關係基(ji)本(ben)可以按照1000uF/1A來計(ji)算。對於溫度範圍較寬或者(zhe)要求波紋係數較小的電路,電容量需(xu)成倍(bei)增大或直接改變電路的濾波原理(如LC濾波)。

對於線性電源的電容器耐壓值,通常(chang)需要在設(she)計階(jie)段預留(liu)40%即可。對於外部(bu)電源電壓波動較大的電路,需要根據大電壓值來考慮(lv)預留耐壓值的範(fan)圍(wei)。 而在開關電源中,由於電路中脈動電流較大,頻率較高,這些電路中對電容器的要求較高。通常需要電容器的損耗角較小,可以通過並(bing)聯多(duo)個(ge)電容器的方法來降低電容器的內(nei)阻(zu),這樣它可適應(ying)用於高頻脈動(dong)電流較大的電路中,並且(qie)電容器的發熱(re)量在一定範圍內可控,減(jian)小了因(yin)它發熱而對電路中其它元(yuan)件的影(ying)響。

對於大規模(mo)高頻、高速集成電路(如高速(su)DSP求FPGA等芯(xin)片),它對其中的電容器要求較高,需要其電壓在1~1.5V(允許波紋600mV以內),l/o電壓在1.8~3.3V(允許波紋(wen)在360mv以內),並且采(cai)用幾十個電源引腳(jiao)。這就需要每個電源引腳以一個貼(tie)片高頻電容器在靠(kao)近(jin)引腳處焊(han)接,達(da)到濾波的目的。

再來簡單說一下電阻。電阻的種類繁(fan)多,但其功能都一樣。常用的電阻器有碳膜電阻器、金屬(shu)膜電阻器、金屬氧(yang)化(hua)膜電阻器、玻璃釉電阻器、合成碳(tan)膜電阻器、線繞(rao)電阻器、排(pai)電阻器等等。 電阻的標稱值是指表(biao)麵所標注的電阻值。


它是根(gen)據國家製定的標準(zhun)係列(lie)來(lai)標注的,而不是生產者隨意添加的。在電路設計時,電阻器阻值的選擇必須在國家規定的範圍之(zhi)內。(常用的阻值係列分三(san)類;E一24、E一12、E一6,其中E一24的允許誤差為±5%,誤差等級(ji)為I級,是這三個係列產(chan)品(pin)中的)。

打個比(bi)方吧(ba),例如E一24係列中的2.7,它就包含(han)了(le)2.7Ω、27Ω、270Ω、2.7k、27K、270K……等。實際(ji)設計電子(zi)電路時,電阻值可以選擇(ze)相近阻值的電阻器作為替代。 電阻器阻值標注通常冇(mao)直標表示(shi)法、文字(zi)符號(hao)話(hua)、色環(huan)標注法及(ji)數碼標示法4種。 常用的色環所代表的數值(棕1、紅2、橙3、黃(huang)4、綠5、藍(lan)6、紫7、灰8、白9、黑0),其中色環標注有四(si)色環和五色環。

對於初(chu)學電子工作者來說,這是小菜一碟,無需多說。 電阻器由於生(sheng)產水(shui)平與工(gong)藝(yi)的差異(yi),電阻器的實際阻值與標稱阻值之間(jian)不可避免存在一定(ding)的誤差,這(zhe)種誤差稱為電阻器的允許誤差。國(guo)家(jia)規定了誤差等級有三個級。丨(gun)級誤差為±5%,而對於精密電阻器其中誤差則為±1%、±0.5%,允許誤差越小,則電阻器的精度等級越(yue)高。 標稱功(gong)率;它解釋為,有電流流經電阻時,電阻器散(san)發熱量並產生消(xiao)耗(hao)功率。而電阻一但發熱,其阻值會(hui)發生微(wei)小變化,若電流過(guo)大,則電阻會嚴(yan)重(zhong)發燙、燒焦(jiao)甚至損壞。為了衡量電阻器的散熱情況,人們引(yin)入(ru)了電阻器的耐熱功率(lv)、額(e)定功率、標稱功(gong)率等概念。而額(e)定功率是(P=丨(gun)×U P=丨(gun)² P=U²/R)。常見標稱功(gong)率有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、15W、25W等等。

在電子電路中對於小信號的電路中道常采用1/8W電阻器,在微電子產品中則常使用1/16w電阻器或(huo)貼片(pian)式電阻器。 實(shi)際選用電阻器時,也要根據該(gai)電阻器在電路中的作用等係列功能來留有一定的功率餘量,即電阻的標稱功率應大於它在電路中實際功率2倍以上。例(li)如,實際功率為1/4w,則應選擇1/2W的電阻器。實際功率為2W,則應選用5w電阻器。這樣(yang)可避(bi)免(mian)電阻過熱而引起(qi)的阻值變化或燒毀(hui)事(shi)故(gu)。另外電阻器溫度低也(ye)有利於減小相(xiang)應的熱噪聲。 還要正確(que)的選擇電阻器的極限電壓。極限電壓是每(mei)個電阻器都具有的參(can)數,若實際電路電壓超出了電阻的極限電壓值,即(ji)便滿(man)足(zu)功率要求,電阻仍然(ran)會被電壓擊穿而損壞。下麵公(gong)式為電阻器的計算公式U=√PR。 還(hai)要根據電路特點來選用電阻器。例(li)如在高頻電路中(電視(shi)機(ji)、DVD機激(ji)光(guang)頭電路、調頻收(shou)音機等)宜選用RJ型金屬膜電阻或RJ10型(xing)精(jing)密(mi)金(jin)屬膜電阻。 在要求穩(wen)定較高的電路(如功率放(fang)大器、偏置(zhi)電路、取樣電路等)中,應選用溫度(du)係數小的電阻(如金屬氧化膜電阻、碳膜電阻等)。 還要根據電路中工作頻率來選擇。高頻電路要求電阻的分布參數越小越好(hao),即電阻的分布電感應盡量可能小一些。低頻電路工證頻率較小,它對電阻的分布參數要求不高,可供(gong)它選擇的電阻器範圍較大。 根據電路的溫度穩定性要求來選擇。例(li)如,在退耦電路中,電阻的阻值變化對電路的影響(xiang)不大。而在穩壓電路中,電阻阻值的任(ren)何(he)細(xi)微變化都會引起輸出電壓的波動。

還要根據電阻囂安(an)裝位或工作環境溫度條(tiao)件來合理選擇電阻器。這二個條件在本人的實際工作中太重要了,由於公司有嚴格的技術保密製度,我隻能提(ti)示一下,不宜(yi)作細節性的描寫,要不然我(wo)在頭(tou)條賺一次性打(da)火(huo)機的錢,丟掉飯碗(wan)因小失(shi)大。

順(shun)便再說一下電感器。電感器的主(zhu)要參數有


①電感(gan)量與允許誤差。電感量的大小取決(jue)於線圈的匝數、繞製方式以及磁(ci)芯的材料等因素。即線(xian)圈匝數越多,繞製線圈的集中程度越大,則電感量越大。線圈(quan)中有磁芯的比沒有磁芯的線圈的電感量大,磁芯磁導(dao)率大則電感量大,線圈的麵(mian)積(ji)越大,則電感量越大。 電感量的單位是H(亨利),常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(uH。)。在電路中所用電感量的大小是根據線圈在電路中的用途來決定。例如在短(duan)波諧振電路中,其電感線圈的電感量僅(jin)為幾微亨,而中波諧振中要幾百微亨(heng),而在電源整流濾波電路中電感量要求要達到1~30亨。它的允許誤差也是根據它在電路中的任務(wu)來定的,要求越高的電路,它的允許誤差必然要小。

②品質因數。它表明電感器質量的一個參數,用字母Q表示,Q值的大小表明(ming)電感器損耗的大小。Q值越高功率損(sun)耗越小。

③標稱電流(工作時通過電感器的額定電流)。它正常工作時,不超過它額定電流時都能長(zhang)期(qi)工作,若通過它的工作電流大於額定電流時,則它會因發熱而改變其原有參數,嚴重時甚至(zhi)會被燒毀電感器。

④分布電容。線圈的匝與匝(za)之間存(cun)在電容,線圈與地之間和線圈與屏(ping)蔽(bi)盒(he)之間也存在電容,這些(xie)電容稱為分布電容。這些分布電容在直流和低頻條件下,製約導線本身(shen)的電阻不會太(tai)大,其對電路工作影響不大。若花高頻電路中則不然,它會引起工作在某一頻率時電路,容抗感抗在數值上達到相等時,出現諧振現(xian)象。 電感器標注法有直標法和色標法兩種。讀法與電阻、電容一樣,這裏就不多說了。

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