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元器件----介绍下电容,以立创商城分类为例

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本帖最后由 王小琪 于 2023-2-19 17:00 编辑

今天介绍下电容,为什么先介绍电容呢,因为,在立创商城里面,电容排在第一位,所以就先介绍电容啦,不知不觉又水了一些文字,真棒。
首先打开立创商城, 可以看到它对电容分了18个类别:

分别是贴片电容、直插独石电容、贴片型铝电解电容、直插铝电解电容、牛角型电解电容、螺栓型铝电解电容、钽电容、固态电容、安规电容、直插瓷片电容、超级电容器、排容、聚丙烯膜电容、薄膜电容、可调电容、氧化铌电容、纸介质电容、硅电容这些类别。
上面标红的是我用过的电容,相信也是大家用的比较多的,其他我可能基本没用过,甚至一些听都没听过。

一、贴片电容
这个是我们用的最多的,可以说所有的电路板上都会用到,顾名思义,贴片电容就是贴在PCB上的电容,按理说如下图的三种电容都属于贴片电容,但是在立创商城里面只把第一种电容放在贴片电容里面,第二种归位贴片电解电容、第三种归为钽电容。后两种我们后面会说到,先说说第一种贴片电容。

材料:一般用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。优点:稳定,绝缘性好,耐高压; 缺点:容量比较小
容值:一般可以做到0.1pf--22uf
尺寸:贴片电容的尺寸一般用英寸来表示,譬如我们常说的0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2010、2225、2512,是英寸表示法。譬如:封装为0402,04表示长度是0.04英寸,02表示宽度0.02英寸。1英寸in=25.4毫米mm。
作用:
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。
2)去耦
去耦,又称解耦。去耦电容就是起到一个“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。
旁路电容实际也是去耦合的,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。滤波就是充电,放电的过程。

二、贴片型铝电解电容、直插铝电解电容
可以看到贴片型铝电解电容、直插铝电解电容都属于铝电解电容的一种,电解电容的金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成,因电解质是阴极的主要部分,电解电容因此而得名。
铝电解电容器可以分为四类:引线型铝电解电容器;牛角型铝电解电容器;螺栓式铝电解电容器;固态铝电解电容器。
钽电解电容器具有较高的电容密度和较好的稳定性。
容值:一般为1~33000μF,额定工作电压范围为6.3~700V。
特点:容值大、体积大、介质损耗、容量误差较大(最大允许偏差为+100%、-20%),耐高温性较差,存放时间长容易失效。有正负极,不能接反,接反了容易爆炸。所以有一定危险性。
作用:
1、放在电路里面阻隔直流,可以用作直流开关,也就是直流过来近似看成开路,交流过来近似看成闭合。
2、在开关电源电路设计中,整流电路出来以后,要接入一个大容量电解电容,可以使得脉动直流电压变得很稳定,有害的交流电成分都被引入到大地。
3、耦合,一般接在低频信号的传递和放大两级电路之间中,可以防止两个静态工作点互相干扰,只允许交流信号通过。
4、旁路,为交流电路中的某些元件提供低阻抗回路。
5、储能,用在特定情况下释放所需要的电流。
6、调节谐振频率,比如收音机电路,LC晶振电路。
三、钽电容
钽电容全称是钽电解电容,也属于电解电容的一种,使用金属钽做介质,因而得名。
特点:钽电容,使用金属钽做介质,而不像普通电解电容那样使用电解液,钽电容也不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸绕制,本身几乎没有电感,但这也限制了它的容量。能够实现较大容量的同时可以使体积相对较小,易于加工成小型和片状元件,适宜目前电子器件装配自动化,小型化发展,得到了广泛的应用,钽电容的主要特点有寿命长,耐高温,准确度高,但耐电压和电流能力相对较弱,。容量较小、价格也比较贵,而且耐电压及电流能力较弱。既然它属于电解电容的一种,所以也需要区分正负极,接反了会导致短路、甚至爆炸。
应用:一般应用于电路大容量滤波部分,由于体积比较小,所以对于PCB板尺寸有要求低地方可以用到钽电容。

四、安规电容
安规电容一把分为X电容和Y电容。如下图,如果拆开一个AC-DC开关电源,可以看到有如下蓝色和黄色的元器件,一般蓝色的就是Y电容,黄色的就是X电容。他们最大的特点就是保护电路的安全,这种电容器损坏、失效以后,电路不会危害到我们的人身安全。
作用:滤波作用,分别对共模、差模干扰起滤波作用,如果没有这些电容,可能产品会出EMC方面的问题,无法通过相关认证。所以安规电容也是为了过EMC认证,譬如CE、CCC,如果这些认证没用过,就无法在相应地区进行销售生产。
接法:
X安规电容:用于零线与火线之间,它在电路中起到的作用就是差模滤波。
Y安规电容:用于零线与地线、火线与地线之间,它的作用是共模滤波。

我接触过的也就这些电容, 感觉日常设计开发中这些用的比较多,欢迎大家进行补充讨论。



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