电容的应用详解

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电容的原理和应用及功能

电容的原理和应用及功能

电容的原理和应用及功能1. 电容的原理电容是一种电子元件,能够存储和释放电荷。

它是由两个导体板(称为极板)之间隔开的绝缘介质(称为电介质)组成的。

当电压施加在电容的两端时,极板上的电荷会被吸引,沿着电容器的极板积聚。

这样,极板之间就会形成一个电场,电场的强度取决于电容器的电容量。

2. 电容的应用电容在电子器件和电路中有着广泛的应用。

以下是电容常见的应用场景:2.1 滤波器电容可以作为滤波器的关键元件,通过选择合适的电容值来过滤电路中的高频或低频信号。

在音频设备中,电容可以去除不需要的背景噪音,提高音质。

2.2 耦合器电容可以用作耦合器,将两个电路以交流的方式连接起来,使得信号能够传递。

在放大器电路中,电容可以将输入和输出电路隔离,防止直流信号对放大电路的干扰。

2.3 能量存储器电容器具有存储能量的特性。

在电子设备中,电容可以用作能量存储器,如电子相机中的闪光灯电容器。

它能够存储电能,并在需要时以高电压发出能量。

2.4 传感器电容传感器是一种常见的传感器形式,用于检测和测量某些物理量,如温度、湿度和压力等。

通过改变电容的值,可以获得与物理量相关的电容变化,从而实现测量。

2.5 时钟电路电容可以用来稳定时钟信号,保持电子设备中的精确计时。

它可以消除电压波动对时钟信号的干扰,确保设备的正常运行。

3. 电容的功能电容的功能主要体现在以下几个方面:3.1 储能电容器可以存储电能,并在需要时释放出来。

这使得电容器在电子设备中能够提供快速的能量传输。

3.2 过滤通过选择合适的电容值,可以通过电容来过滤电路中的特定频率信号,从而改善信号质量。

3.3 隔离电容可以用来隔离电路中的直流信号和交流信号,以避免相互干扰。

3.4 调节电压电容可以缓冲和稳定电压信号,防止电压的突然变化对电路和设备造成损害。

3.5 检测和测量通过改变电容的值,电容可以用于检测和测量某些物理量,如温度、湿度和压力等。

结论电容器是一种重要的电子元件,基于电容的原理,在电子器件和电路中有着广泛的应用。

电容在电气中的作用

电容在电气中的作用

电容在电气中的作用引言:电容是电路中常见的元件之一,它在电气领域中具有重要的作用。

本文将从电容的基本概念、电容的作用机理以及在电气中的应用等方面进行阐述。

一、电容的基本概念电容是一种能够存储电荷的元件,它由两个导体板(通常是金属板)之间的绝缘介质(例如空气、塑料或陶瓷)隔开。

当电容器处于充电状态时,正电荷聚集在一个板上,负电荷则聚集在另一个板上,导致两板之间产生电场。

电容的大小用单位法拉(F)表示,电容越大,存储的电荷量就越多。

二、电容的作用机理电容的作用机理可以用电场的概念来解释。

当电压施加在电容器的两板上时,电场会在两板之间建立起来。

在充电过程中,电场的存在导致正负电荷在两板上分开,形成电势差。

而在放电过程中,电场消失,电荷回流,电势差消失。

因此,电容器可以在电路中存储电荷,并且可以根据需要释放电荷。

三、电容在电气中的应用1. 能量存储:电容器可以存储电能,当电源断开时,电容器可以释放储存的能量。

这种特性在许多电子设备中得到应用,如相机的闪光灯、电子闹钟的备用电源等。

2. 滤波器:电容器在电路中可以作为滤波器的重要组成部分。

滤波器可以滤除电路中的高频或低频信号,使得信号波形更加平滑。

例如,电子电源中的滤波电容器可以滤除交流信号,使得输出直流电压更加稳定。

3. 耦合器:电容器可以将两个电路或电子元件进行耦合。

通过耦合电容器,可以将一个电路的信号传递到另一个电路中,实现信号的传输和共享。

这在放大器等电子设备中得到广泛应用。

4. 电容触摸屏:电容触摸屏利用电容的特性实现对触摸的感应。

当手指触摸屏幕时,电容屏幕上的电流发生变化,通过检测电流的变化,可以确定触摸点的位置。

电容触摸屏在现代智能手机、平板电脑等设备上得到广泛应用。

5. 电容传感器:电容传感器利用电容的变化来感测环境中的物理量。

例如,湿度传感器利用电容的变化来测量空气中的湿度,接触式电容传感器可以检测物体的位置和形状等。

电容传感器在工业自动化、环境监测等领域有着重要的应用。

电容器的分类及应用场合

电容器的分类及应用场合

电容器的分类及应用场合电容器是一种能储存电荷的电子元件,主要用于调节电流和电压的稳定性,以及进行电荷的储存和释放。

根据其结构和性能特点,电容器可以分为以下几种类型:固定电容器、可变电容器、电解电容器、陶瓷电容器和薄膜电容器。

1. 固定电容器:固定电容器是一种电容器,其电容值在制造过程中被固定下来,无法调节。

固定电容器主要分为陶瓷电容器和薄膜电容器两种。

(1)陶瓷电容器:陶瓷电容器是由陶瓷材料制成的电容器,具有较高的电容值,稳定性好,工作频率范围广。

它常用于电子电路中的耦合、绕组绝缘和信号隔离等场合。

(2)薄膜电容器:薄膜电容器是以金属薄膜为电极介质的电容器,具有较小的尺寸和较高的可靠性,广泛应用于电子电路中的滤波、耦合、绕组绝缘等场合。

2. 可变电容器:可变电容器是一种可以调节电容值的电容器,能够根据外界信号或控制器调节电容值大小。

可变电容器主要分为悬浮式电容器和固定电容器两种。

(1)悬浮式电容器:悬浮式电容器由一个可移动的金属板和一个固定的金属板组成,通过移动可调变金属板间的距离,从而改变电容值的大小。

悬浮式电容器常用于无线电调谐器、收音机和电视等设备中。

(2)固定电容器:固定电容器是一种使用多个可调变电容器组成的电容器,通过选择不同的固定电容值来调整电容值的大小。

固定电容器常用于电感元件调谐、振荡电路和变频器等场合。

3. 电解电容器:电解电容器是一种以电解液为介质的电容器,具有较大的电容值和良好的频率特性。

电解电容器主要分为铝电解电容器和钽电解电容器两种。

(1)铝电解电容器:铝电解电容器是一种电容值较大的电容器,其电容值可以从几微法拉到几毫法拉不等。

铝电解电容器常用于电源滤波、信号耦合、发射电路和音响设备等高频率场合。

(2)钽电解电容器:钽电解电容器是一种电容值较小但电容压缩率高的电容器,具有较好的频率特性和工作温度范围。

钽电解电容器常用于超声波发生器、高速计数器和精密测量仪器等场合。

电容器在各个领域都有着广泛的应用。

固态电容的用途

固态电容的用途

固态电容的用途固态电容作为一种电子元件,在现代电子设备和系统中具有广泛的应用。

它具有小体积、长寿命、稳定性好、负载能力强、频率特性宽、电流传输极快等优点,因此被广泛应用在各种电子设备和系统中。

本文将详细介绍固态电容的用途。

1. 电源滤波:在电子设备中,电容经常用于电源滤波电路,主要是为了去除电源中随电压变化而引入的干扰和噪音信号。

固态电容具有较低的ESR(等效串联电阻)和ESL(等效串联电感),能够快速响应电流变化,提供稳定的电压输出。

2. 耦合和解耦电容:在电子电路中,耦合电容用于传输信号,解耦电容用于去除信号之间的交叉干扰。

固态电容能够提供可靠的耦合和解耦功能,提高电路的性能和稳定性。

3. 延时电容器:在许多电子设备和系统中,需要使用延时电容器来调整信号的延迟时间。

固态电容可以通过调整电容值来实现不同的延迟时间,满足不同应用的需求。

4. 模拟电路:在模拟电路中,固态电容常用于滤波、调节和存储电荷。

它的电容值稳定,频率特性宽,能够提供良好的信号处理和传输性能。

5. 排序器:在数字电路中,固态电容用于排序器电路,用于按照输入信号的大小或其他特定条件对数据进行排序。

固态电容的快速响应特性能够实现高效的数据处理。

6. 计时电路:固态电容具有稳定的电容值和快速的响应速度,因此在计时电路中被广泛应用。

它可以用来测量时间或生成精确的时钟信号。

7. 脉冲耐受电容:在高频脉冲电路中,固态电容具有较低的ESR和ESL,能够快速充放电,提供稳定的电流输出。

它被广泛应用于雷达、激光器、高能粒子实验装置等高能物理实验中。

8. 电子节能器件:固态电容具有较低的功率损耗和较高的能量密度,被广泛应用于电池管理系统、光伏逆变器、电动车充电桩等需要高效能量转换的设备中。

9. 高压应用:固态电容可通过串联多个单元来实现高电压输出,被广泛应用于高压电源、电刷电机控制等领域。

10. 汽车电子:固态电容被广泛应用于汽车电子系统中,如发动机控制单元(ECU)、车载音响、电子稳定控制系统(ESP)等。

电解电容器的原理与应用

电解电容器的原理与应用

电解电容器的原理与应用1. 电解电容器的基本原理电解电容器是一种用于存储和释放电荷的电子元件,它由两个电极之间的电介质组成。

其基本工作原理是利用电介质中存在的电解质将电荷存储在电容器的电极上。

当电解电容器接通电源后,正极吸引负电荷,并将其嵌入电解质中,同时负极将正电荷吸引并嵌入电解质中。

这个过程导致电容器两极之间产生电势差,从而将电荷存储在电解介质中。

电解电容器的电解质是一种液态或固态的化学物质,可以通过在电解液中溶解化学物质或在一个固体电解质中加入液体来实现。

这些化学物质在电解质中离解成带电的离子,从而形成可导电的介质,并为电荷的存储提供途径。

2. 电解电容器的应用2.1 电子电路中的耦合和绕组在电子电路中,电解电容器常用于实现信号的耦合和绕组。

电解电容器通过将一个电路中的交流信号耦合到另一个电路中,实现信号的传递和放大。

其原理是通过电解电容器的电解质将信号耦合到另一个电容器中,并隔离直流信号。

这在放大器、滤波器和调谐电路等电子设备中广泛应用。

2.2 存储和供电电解电容器还可以用于存储和供应电能。

由于电解电容器可以存储电荷,并在需要时释放电荷,它常用于储能装置和备用电源中。

当主电源故障时,电解电容器可以提供短时间的备用电源,并确保设备正常运行。

2.3 高压应用电解电容器还可以用于高压应用,因为它具有较高的工作电压。

这使得电解电容器可以在需要较高电压的场合下使用,例如在高压电源、脉冲电源和放电电路中。

2.4 焊接和电解析铝生产由于电解电容器能够提供较高的电流,它也常用于电弧焊接和电解析铝生产。

在电弧焊接中,电解电容器可以为焊接电弧提供稳定的电源。

在电解析铝生产中,电解电容器则用于贮存和释放所需的大电流。

3. 电解电容器的优缺点3.1 优点•电解电容器具有较高的工作电压,可以适应高压应用。

•电解电容器具有较大的电容量,可以存储大量的电荷。

•电解电容器具有较低的内阻,具有较高的能量存储效率。

•电解电容器可以迅速充电和放电,具有较高的电流处理能力。

平行板电容器的电容计算与应用

平行板电容器的电容计算与应用

平行板电容器的电容计算与应用电容器是一种重要的电子元件,在电路中扮演着存储电能的重要角色。

平行板电容器是最简单的一种电容器,它由两块平行的金属板组成,中间有一块绝缘材料隔开。

在本文中,我们将探讨平行板电容器的电容计算方法以及它在实际应用中的一些案例。

一、平行板电容器的电容计算方法平行板电容器的电容与其几何尺寸以及介质特性有关。

在空气或真空中,平行板电容器的电容可以通过以下公式计算:C = ε₀ × εᵣ × A / d其中,C代表电容,ε₀是真空介电常数,约等于8.854 ×10⁻¹²F/m;εᵣ是介质的相对介电常数;A代表两个金属板的面积;d是两个金属板之间的间距。

例如,当两块金属板的面积为10平方厘米,间距为1毫米,介质为空气时,可以计算出电容:C = 8.854 × 10⁻¹² × 1 × 10⁻⁴ / 0.001 = 8.854 × 10⁻⁶ F需要注意的是,介质的相对介电常数εᵣ在不同的材料中是不同的,所以在具体应用中需要根据实际情况进行调整。

二、平行板电容器的应用案例1. 平行板电容器在电路滤波中的应用平行板电容器常常用于电路的滤波器中,它可以帮助滤除电路中的高频噪声信号。

在滤波电路中,通过调整平行板电容器的电容值,可以实现对不同频率信号的滤波效果。

2. 平行板电容器在能量存储中的应用平行板电容器具有良好的电能存储特性,在应用中常被用作能量存储装置。

例如,电子设备中的备用电源电路中常使用平行板电容器作为电能存储单元,当主电源中断时,平行板电容器能够提供临时的电源供应。

3. 平行板电容器在传感器中的应用平行板电容器还可应用于传感器中,用于测量物体的位移、压力等参数。

当物体接近或施加压力时,平行板电容器的电容值会发生变化,通过测量电容值的变化可以得到相应的物理量信息。

4. 平行板电容器在信号传输中的应用平行板电容器还可用于数据传输,特别是在模拟信号传输中。

电容器的应用与原理

电容器的应用与原理

电容器的应用与原理1. 电容器的简介电容器是一种用于存储电荷的器件,它由两个导体板(电极)以及位于两板之间的电介质组成。

通过在电容器的两个电极上施加电压,电荷会在电介质中积累,形成电场。

电容器根据其结构和材料的不同,有多种不同类型的电容器。

2. 电容器的工作原理当电容器的两个电极上施加电压时,电流会流动并在电容器的电介质中产生电场。

电场通过导体板与电介质之间的分界面传播,从而使电介质极化并积累电荷。

电容器的电容量由电介质的性质和导体板的面积、距离等因素决定。

3. 电容器的应用以下是电容器在不同领域中的常见应用:3.1 电子电路•耦合和绕线电容器:用于抑制信号干扰、实现信号耦合和频率选择。

•滤波电容器:用于平滑直流电源、去除交流信号的纹波成分。

•漏极旁路电容器:用于减少功放电路中的纹波干扰。

•时钟电容器:用于保持电路的时钟频率稳定。

3.2 电力系统•电容器补偿装置:用于改善电力系统中的功率因数,提高电能传输效率。

•谐振电容器:用于电力系统的谐波滤波和调整电压。

•电位器电容器:用于调整和稳定电路的电位器值。

3.3 电动机•相位电容器:用于改善单相电动机的功率因数、提高效率。

•频率调节电容器:用于改变电机转速和工作频率。

3.4 通信系统•耦合电容器:用于解耦音频信号和直流电源。

•滤波电容器:用于滤除通信系统中的噪声和干扰。

•扩频电容器:用于扩大信号频带和提高信号质量。

3.5 传感器技术•电荷放大器:通过电容量的变化来检测物理量,并将其转换为电信号。

•微机电系统(MEMS):使用电容传感器来检测和测量压力、温度、湿度等。

4. 总结电容器作为一种重要的电子元件,被广泛应用于各个领域。

它的作用包括信号处理、功率因数补偿、电力系统优化等。

了解电容器的基本原理以及在各个领域中的具体应用,有助于我们更好地理解和应用电容器。

因此,在设计和使用电子电路、电力系统、电动机以及通信系统时,需要充分考虑电容器的选择和应用。

电容器组的应用原理

电容器组的应用原理

电容器组的应用原理1. 电容器组简介电容器组是由多个电容器连接在一起的电气设备,广泛应用于电力系统、工业自动化、能源储存等领域。

电容器组通过储存电荷来供电或平衡系统电压波动,具有提高电力系统稳定性、改善功率因数、调节电压等功效。

2. 电容器组的工作原理电容器组的工作原理基于电容器的特性,即能够存储和释放电荷。

当电容器组接入电路时,会从电源中吸收电荷并存储在电容器中。

一旦电路需要额外的电荷供应,电容器会释放存储的电荷。

3. 电容器组的应用电容器组在电力系统、工业自动化和能源储存等领域有着广泛的应用。

以下是电容器组的一些常见应用:• 3.1 提高电力系统稳定性电容器组可以在电力系统中用于提高系统的稳定性。

当电力系统负载突然增加或突然减小时,电容器组可以通过释放或吸收存储的电荷来平衡电力系统。

这样可以避免电力系统电压剧烈波动,提高电力系统的稳定性。

• 3.2 改善功率因数在工业自动化中,电容器组可以用于改善功率因数。

功率因数是表征电路中有用功和视在功之间关系的参数。

当电路功率因数低于1时,会造成能量浪费和电能的损失。

通过引入电容器组,可以提高功率因数,降低能量损失。

• 3.3 调节电压电容器组在电力系统中还可以用于调节电压。

当系统电压过高时,电容器组可以吸收多余的电荷,将电压降低到正常范围内。

当系统电压过低时,电容器组可以释放存储的电荷,将电压提高到正常范围内。

4. 电容器组的优缺点电容器组作为一种电力设备,具有以下优点和缺点:•优点:–快速响应:电容器组可以快速响应电力系统的需求,快速释放或吸收存储的电荷。

–高效:电容器组的能量损失较小,可以提高电力系统的效率。

–紧凑:电容器组体积小巧,适应空间有限的场所安装。

•缺点:–电容器组在工作过程中会产生一定的热量,需要进行散热处理。

–电容器组的安装和维护需要一定的专业知识和技术。

–电容器组的成本相对较高。

5. 电容器组的安装与维护电容器组的安装与维护需要遵守相关的规范和操作要求。

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电容的应用详解话说电容之一:电容的作用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,这就是所谓的“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,根据谐振频率一般取0.1µF、0.01µF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10µF 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。

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1µF 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(1000µF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。

曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。

由于电容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40~450VDC、电容值在220~150 000µF 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、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)的特性通过下面的公式描述:i = (V / R)e - (t / CR)话说电容之二:电容的选择通常,应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢?笔者认为,应基于以下几点考虑:1、静电容量;2、额定耐压;3、容值误差;4、直流偏压下的电容变化量;5、噪声等级;6、电容的类型;7、电容的规格。

那么,是否有捷径可寻呢?其实,电容作为器件的外围元件,几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions,都比较明确地指明了外围元件的选择参数,也就是说,据此可以获得基本的器件选择要求,然后再进一步完善细化之。

其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装,具体要看产品所使用环境,特殊的电路必须用特殊的电容。

下面是 chip capacitor 根据电介质的介电常数分类,介电常数直接影响电路的稳定性。

NP0 or CH (K < 150):电气性能最稳定,基本上不随温度﹑电压与时间的改变而改变,适用于对稳定性要求高的高频电路。

鉴于K 值较小,所以在0402、0603、0805 封装下很难有大容量的电容。

如 0603 一般最大的 10nF以下。

X7R or YB (2000 < K < 4000):电气性能较稳定,在温度﹑电压与时间改变时性能的变化并不显著(∆C < ±10%)。

适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路。

Y5V or YF(K > 15000):容量稳定性较 X7R 差(∆C< +20% ~ -80%),容量﹑损耗对温度、电压等测试条件较敏感,但由于其K 值较大,所以适用于一些容值要求较高的场合。

话说电容之三:电容的分类电容的分类方式及种类很多,基于电容的材料特性,其可分为以下几大类:1、铝电解电容电容容量范围为0.1µF ~22000µF,高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选,广泛应用于电源滤波、解藕等场合。

2、薄膜电容电容容量范围为0.1pF ~10µF,具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应,因此是X、Y 安全电容、EMI/EMC 的首选。

3、钽电容电容容量范围为2.2µF ~560µF,低等效串联电阻(ESR)、低等效串联电感(ESL)。

脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容,是高稳定电源的理想选择。

4、陶瓷电容电容容量范围为0.5pF ~100µF,独特的材料和薄膜技术的结晶,迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。

5、超级电容电容容量范围为0.022F ~ 70F,极高的容值,因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。

主要特点是:超高容值、良好的充/放电特性,适合于电能存储和电源备份。

缺点是耐压较低,工作温度范围较窄。

话说电容之四:多层陶瓷电容(MLCC)对于电容而言,小型化和高容量是永恒不变的发展趋势。

其中,要数多层陶瓷电容(MLCC)的发展最快。

多层陶瓷电容在便携产品中广泛应用极为广泛,但近年来数字产品的技术进步对其提出了新要求。

例如,手机要求更高的传输速率和更高的性能;基带处理器要求高速度、低电压;LCD 模块要求低厚度(0.5mm)、大容量电容。

而汽车环境的苛刻性对多层陶瓷电容更有特殊的要求:首先是耐高温,放置于其中的多层陶瓷电容必须能满足150℃ 的工作温度;其次是在电池电路上需要短路失效保护设计。

也就是说,小型化、高速度和高性能、耐高温条件、高可靠性已成为陶瓷电容的关键特性。

陶瓷电容的容量随直流偏置电压的变化而变化。

直流偏置电压降低了介电常数,因此需要从材料方面,降低介电常数对电压的依赖,优化直流偏置电压特性。

应用中较为常见的是 X7R(X5R)类多层陶瓷电容,它的容量主要集中在1000pF 以上,该类电容器主要性能指标是等效串联电阻(ESR),在高波纹电流的电源去耦、滤波及低频信号耦合电路的低功耗表现比较突出。

另一类多层陶瓷电容是 C0G 类,它的容量多在 1000pF 以下,该类电容器主要性能指标是损耗角正切值tgδ(DF)。

传统的贵金属电极(NME)的 C0G 产品 DF 值范围是 (2.0 ~8.0) × 10-4,而技术创新型贱金属电极(BME)的C0G 产品 DF 值范围为 (1.0 ~ 2.5) × 10-4,约是前者的 31 ~ 50%。

该类产品在载有 T/R 模块电路的 GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS 系统中低功耗特性较为显著。

较多用于各种高频电路,如振荡/同步器、定时器电路等。

话说电容之五:钽电容替代电解电容的误区通常的看法是钽电容性能比铝电容好,因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽,它的介电能力(通常用ε 表示)比铝电容的三氧化二铝介质要高。

因此在同样容量的情况下,钽电容的体积能比铝电容做得更小。

(电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积,在容量一定的情况下,介电能力越高,体积就可以做得越小,反之,体积就需要做得越大)再加上钽的性质比较稳定,所以通常认为钽电容性能比铝电容好。

但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了,目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极,而在于电解质,也就是阴极。

因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容,其性能也大不相同。

采用同一种阳极的电容由于电解质的不同,性能可以差距很大,总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。

还有一种看法是认为钽电容比铝电容性能好,主要是由于钽加上二氧化锰阴极助威后才有明显好于铝电解液电容的表现。

如果把铝电解液电容的阴极更换为二氧化锰,那么它的性能其实也能提升不少。

可以肯定,ESR 是衡量一个电容特性的主要参数之一。

但是,选择电容,应避免 ESR 越低越好,品质越高越好等误区。

衡量一个产品,一定要全方位、多角度的去考虑,切不可把电容的作用有意无意的夸大。

---以上引用了部分网友的经验总结。

普通电解电容的结构是阳极和阴极和电解质,阳极是钝化铝,阴极是纯铝,所以关键是在阳极和电解质。

阳极的好坏关系着耐压电介系数等问题。

一般来说,钽电解电容的ESR 要比同等容量同等耐压的铝电解电容小很多,高频性能更好。

如果那个电容是用在滤波器电路(比如中心为50Hz 的带通滤波器)的话,要注意容量变化后对滤波器性能(通带...)的影响。

话说电容之六:旁路电容的应用问题嵌入式设计中,要求 MCU 从耗电量很大的处理密集型工作模式进入耗电量很少的空闲/休眠模式。

这些转换很容易引起线路损耗的急剧增加,增加的速率很高,达到 20A/ms 甚至更快。

通常采用旁路电容来解决稳压器无法适应系统中高速器件引起的负载变化,以确保电源输出的稳定性及良好的瞬态响应。

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。

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