①電容的功能和表示方法。
由兩個(gè)金屬極,中間夾有絕緣介質(zhì)構(gòu)成。電容的特性主要是隔直流通交流,因此多用于級間耦合、濾波、去耦、旁路及信號調(diào)諧。電容在電路中用“C”加數(shù)字表示,比如C8,表示在電路中編號為8的電容。
②電容的分類。
電容按介質(zhì)不同分為:氣體介質(zhì)電容,液體介質(zhì)電容,無機(jī)固體介質(zhì)電容,有機(jī)固體介質(zhì)電容電解電容。按極性分為:有極性電容和無極性電容。按結(jié)構(gòu)可分為:固定電容,可變電容,微調(diào)電容。
③電容的容量。
電容容量表示能貯存電能的大小。電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,容抗與交流信號的頻率和電容量有關(guān),容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號的頻率,C表示電容容量)。
④電容的容量單位和耐壓。
電容的基本單位是F(法),其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。由于單位F 的容量太大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位。換算關(guān)系:1F=1000000μF,1μF=1000nF=1000000pF。
每一個(gè)電容都有它的耐壓值,用V表示。一般無極電容的標(biāo)稱耐壓值比較高有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有極電容的耐壓相對比較低,一般標(biāo)稱耐壓值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
⑤電容的標(biāo)注方法和容量誤差。
電容的標(biāo)注方法分為:直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。對于體積比較大的電容,多采用直標(biāo)法。如果是0.005,表示0.005uF=5nF。如果是5n,那就表示的是5nF。
數(shù)標(biāo)法:一般用三位數(shù)字表示容量大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是10的多少次方。如:102表示10x10x10 PF=1000PF,203表示20x10x10x10 PF。
色標(biāo)法,沿電容引線方向,用不同的顏色表示不同的數(shù)字,第一、二種環(huán)表示電容量,第三種顏色表示有效數(shù)字后零的個(gè)數(shù)(單位為pF)。顏色代表的數(shù)值為:黑=0、棕=1、紅=2、橙=3、黃=4、綠=5、藍(lán)=6、紫=7、灰=8、白=9。
電容容量誤差用符號F、G、J、K、L、M來表示,允許誤差分別對應(yīng)為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。
⑥電容的正負(fù)極區(qū)分和測量。
電容上面有標(biāo)志的黑塊為負(fù)極。在PCB上電容位置上有兩個(gè)半圓,涂顏色的半圓對應(yīng)的引腳為負(fù)極。也有用引腳長短來區(qū)別正負(fù)極長腳為正,短腳為負(fù)。
當(dāng)我們不知道電容的正負(fù)極時(shí),可以用萬用表來測量。電容兩極之間的介質(zhì)并不是絕對的絕緣體,它的電阻也不是無限大,而是一個(gè)有限的數(shù)值,一般在1000兆歐以上。電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻或漏電電阻。只有電解電容的正極接電源正(電阻擋時(shí)的黑表筆),負(fù)端接電源負(fù)(電阻擋時(shí)的紅表筆)時(shí),電解電容的漏電流才小(漏電阻大)。反之,則電解電容的漏電流增加(漏電阻減?。_@樣,我們先假定某極為“+”極,萬用表選用R*100或R*1K擋,然后將假定的“+”極與萬用表的黑表筆相接,另一電極與萬用表的紅表筆相接,記下表針停止的刻度(表針靠左阻值大),對于數(shù)字萬用表來說可以直接讀出讀數(shù)。然后將電容放電(兩根引線碰一下),然后兩只表筆對調(diào),重新進(jìn)行測量。兩次測量中,表針最后停留的位置靠左(或阻值大)的那次,黑表筆接的就是電解電容的正極。
⑦電容使用的一些經(jīng)驗(yàn)及來四個(gè)誤區(qū)。
一些經(jīng)驗(yàn):在電路中不能確定線路的極性時(shí),建議使用無極電解電容。通過電解電容的紋波電流不能超過其充許范圍。如超過了規(guī)定值,需選用耐大紋波電流的電容。電容的工作電壓不能超過其額定電壓。在進(jìn)行電容的焊接的時(shí)候,電烙鐵應(yīng)與電容的塑料外殼保持一定的距離,以防止過熱造成塑料套管破裂。并且焊接時(shí)間不應(yīng)超過10秒,焊接溫度不應(yīng)超過260攝氏度。
四個(gè)誤區(qū):
●電容容量越大越好。
很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大,為IC提供的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說電容容量的增大帶來的體積變大,增加成本的同時(shí)還影響空氣流動(dòng)和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感,電容放電回路會(huì)在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn),電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小,補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過諧振點(diǎn)時(shí),放電回路的阻抗開始增加,電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大,諧振頻率越低,電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說,電容越大越好的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)參考值的。
●同樣容量的電容,并聯(lián)越多的小電容越好,
耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數(shù),對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時(shí)候,容量越大,ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個(gè)小電容并連多是出與PCB空間的限制,這樣有的人就認(rèn)為,越多的并聯(lián)小電阻,ESR越低,效果越好。理論上是如此,但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗,采用多個(gè)小電容并聯(lián),效果并不一定突出。
●ESR越低,效果越好。
結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說,對于輸入電容來說,輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對容量的要求,對ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档汀R驗(yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪?,其次是吸收MOSFET的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說,耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn),因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR電容會(huì)引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中,這里一般有一個(gè)參考值,此作為元件選用參數(shù),避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。
●好電容代表著高品質(zhì)。
“唯電容論”曾經(jīng)盛極一時(shí),一些廠商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中,電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品一樣,一味的采用高價(jià)電容,不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品,一定要全方位多角度的去考慮,切不可把電容的作用有意無意的夸大.
不同介質(zhì)電容的識(shí)別
鉭電解 | CA | 復(fù)合介質(zhì) | CH |
鈮電解 | CO | 漆膜介質(zhì) | CQ |
鋁電解 | CD | 云母 | CY |
其它電解 | CE | 合金電解 | CG |
高頻瓷介 | CC | 紙介 | CZ |
低頻瓷介 | CT | 聚苯乙稀 | CB |
滌綸 | CL | 聚丙稀 | CBB |
玻璃膜 | CO | 聚四氟乙稀 | CBF |
玻璃釉 | CI | 聚碳酸脂 | CLS |
金屬化紙介 | CJ | | |
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