电容按功能分一般可分为耦合电容,滤波电容,谐振电容和旁路电容等,如何在电路设计过程中选择电容的大小和耐压值呢?程中选择电容的大小和耐压值呢?
一、首先我们了解一下电容的基础知识: 一、首先我们了解一下电容的基础知识:
1 、电容的分类和作用 1 、电容的分类和作用
电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。 电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。 由于绝缘由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:
按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。 按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质 按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容电容,电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。 按极性分为:有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。
我们最常见到的就是电解电容。电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用。 电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用。
2 、电容的符号 2 、电容的符号
电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表 电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
在电路图示中,电容一般用C 符号标识。 在电路图示中,电容一般用C符号标识。
3 、电容的单位 3 、电容的单位
电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、nF(纳法)、pF(皮法),由于电 电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、nF(纳法)、pF(皮法),由于电容F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF,而不是F。容F的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF,而不是F。请登陆:输配电设他们之间的具体换算如下:1F=1000000μF 1μF=1000nF=100000他们之间的具体换算如下:1F=1000000μF 1μF=1000nF=1000000pF
4 、电容的耐压单位: V (伏特) 4 、电容的耐压单位: V (伏特)
每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。 每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。 普通无极性电容的标称耐压值 普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V 等,有极性电容的耐压值相对要比无有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V 等。 80V、100V、220V、400V等。
5、电容的种类 5、电容的种类
电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电 电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB 电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电中国第一个针对电子元器件应用、选型和实用设计方案的技容、电解电容、钽电容等。容、电解电容、钽电容等。
二、电容特性和选择规则 二、电容特性和选择规则
名称:聚酯(涤纶)电容(CL) 名称:聚酯(涤纶)电容(CL)
符号: 符号:
电容量:40p--4u 电容量:40p--4u
额定电压:63--630V 额定电压:63--630V
主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差 主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路 应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路
名称:聚苯乙烯电容(CB) 名称:聚苯乙烯电容(CB)
符号: 符号:
电容量:10p--1u 电容量:10p--1u
额定电压:100V--30KV 额定电压:100V--30KV
主要特点:稳定,低损耗,体积较大 主要特点:稳定,低损耗,体积较大
应用:对稳定性和损耗要求较高的电路 应用:对稳定性和损耗要求较高的电路
名称:聚丙烯电容(CBB) 名称:聚丙烯电容(CBB)
符号: 符号:
电容量:1000p--10u 电容量:1000p--10u
额定电压:63--2000V 额定电压:63--2000V
主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差 主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路 应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路
名称:云母电容(CY) 名称:云母电容(CY)
符号: 符号:
电容量:10p--0。1u 电容量:10p--0。1u
额定电压:100V--7kV 额定电压:100V--7kV
主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小 主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小
应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路 应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路
名称:高频瓷介电容(CC) 名称:高频瓷介电容(CC)
符号: 符号:
电容量:1--6800p 电容量:1--6800p
额定电压:63--500V 额定电压:63--500V
主要特点:高频损耗小,稳定性好 主要特点:高频损耗小,稳定性好
应用:高频电路 应用:高频电路
名称:低频瓷介电容(CT) 名称:低频瓷介电容(CT)
符号: 符号:
电容量:10p--4。7u 电容量:10p--4。7u
额定电压:50V--100V 额定电压:50V--100V
主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差 主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差
应用:要求不高的低频电路 应用:要求不高的低频电路
名称:玻璃釉电容(CI) 名称:玻璃釉电容(CI)
符号: 符号:
电容量:10p--0。1u 电容量:10p--0。1u
额定电压:63--400V 额定电压:63--400V
主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200 度) 主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)
应用:脉冲、耦合、旁路等电路 应用:脉冲、耦合、旁路等电路
名称:铝电解电容 名称:铝电解电容
符号: 符号:
电容量:0。47--10000u 电容量:0。47--10000u
额定电压:6。3--450V 额定电压:6。3--450V
主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大 主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大
应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等 应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等
名称:但电解电容(CA)铌电解电容(CN) 名称:但电解电容(CA)铌电解电容(CN)
符号: 符号:
电容量:0。1--1000u 电容量:0。1--1000u
额定电压:6。3--125V 额定电压:6。3--125V
主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容 主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容
应用:在要求高的电路中代替铝电解电容 应用:在要求高的电路中代替铝电解电容
名称:空气介质可变电容器 名称:空气介质可变电容器
符号: 符号:
可变电容量:100--1500p 可变电容量:100--1500p
主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等 主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等
应用:电子仪器,广播电视设备等 应用:电子仪器,广播电视设备等
名称:薄膜介质可变电容器 名称:薄膜介质可变电容器
符号: 符号:
可变电容量:15--550p 可变电容量:15--550p
主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大 主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大
应用:通讯,广播接收机等 应用:通讯,广播接收机等
名称:薄膜介质微调电容器 名称:薄膜介质微调电容器
符号: 符号:
可变电容量:1--29p 可变电容量:1--29p
主要特点:损耗较大,体积小 主要特点:损耗较大,体积小
应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿 应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿
名称:陶瓷介质微调电容器 名称:陶瓷介质微调电容器
符号: 符号: |
可变电容量:0。3--22p 可变电容量:0.3--22p
主要特点:损耗较小,体积较小 主要特点:损耗较小,体积较小
应用:精密调谐的高频振荡回路 应用:精密调谐的高频振荡回路
独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器, 独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器, 电容刚好在7805 旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.了.
独石电容的特点: 独石电容的特点:
电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等。 电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等。
应用范围: 应用范围:
广泛应用于电子精密仪器。 广泛应用于电子精密仪器。 各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。 各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。
容量范围: 容量范围:
0.5PF--1UF 0.5PF--1UF
耐压:二倍额定电压。 耐压:二倍额定电压。
里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1 型性能挺好,但容量小,一般小于0。2U, 里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0。2U,另一种叫II 型,容量大,但性能一般。 另一种叫II型,容量大,但性能一般。
就温漂而言: 就温漂而言:
独石为正温糸数+130 左右,CBB 为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小. 独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小.
就价格而言: 就价格而言:
钽,铌电容最贵,独石,CBB 较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q 值 钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.较高,也稍贵.
① 铝电解电容与钽电解电容 ①铝电解电容与钽电解电容
铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感。 铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感。 它适用于温度变化不大、 它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波。 工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波。 铝电解电容具有极性,安装时必 铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危须保证正确的极性,否则有爆炸的危险。与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。 与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是,它的工作电压较低。 但是,它的工作电压较低。
② 纸介电容和聚酯薄膜电容 ②纸介电容和聚酯薄膜电容
其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大。 其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大。 它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波以下)的场合,可用于低频滤波和旁路。 使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其 使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响。外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响。
③ 云母和陶瓷电容 ③云母和陶瓷电容
其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定。 其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定。 它适用于电容量小、工作频 它适用于电容量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦。率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦。 但这类电容承受瞬态高压但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的。脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的。
④ 聚苯乙烯电容器 ④聚苯乙烯电容器
其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。 其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。 它适用于要求频率稳定性 它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦。
三、电容大小的选择。 三、电容大小的选择。
在电路设计中,电容的容量大小直接关系到电路的稳定性,例如:根据公式“C=I/(△ 在电路设计中,电容的容量大小直接关系到电路的稳定性,例如:根据公式“C=I/(△V/△t)”,假设某电路平均电流为6A,△V=50mV,△t=10μS,就可计算出此处对电容总容 V/△t)”,假设某电路平均电流为6A,△V=50mV,△t=10μS,就可计算出此处对电容总容量的要求为1200μF。量的要求为1200μF。 如果选用1000UF 可能在短期内不会出现问题,但长时间运行就会出 如果选用1000UF可能在短期内不会出现问题,但长时间运行就会出现电容暴浆等故障。现电容暴浆等故障。 在电路设计过程中,并不是电容越大,滤波效果越好,这要看具体电路, 在电路设计过程中,并不是电容越大,滤波效果越好,这要看具体电路,在低频电路中,电容值越大,对纹波的滤除效果就越好,但如果有高频信号,就不一定了。 在低频电路中,电容值越大,对纹波的滤除效果就越好,但如果有高频信号,就不一定了。
在高频段要选择合适的电容值和电容类型,一般采用云母电容和高频瓷片电容,电容值一般 在高频段要选择合适的电容值和电容类型,一般采用云母电容和高频瓷片电容,电容值一般都比较小。都比较小。
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