網(wǎng)友分解電解電容、陶瓷電容的作用
在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,要用電容來(lái)進(jìn)行濾波.有時(shí)要用電解電容,有時(shí)要陶瓷電容.有時(shí)兩種均要用到.我想問(wèn)一下:用電解電容的作用是什么?用普通陶瓷電容的作用是什么?如何計(jì)算其容量的大小?對(duì)于電解電容的耐壓又該如何選擇確定? 哪些情況用電解電容,哪些情況下用陶瓷電容,哪些情況下兩種均要用? 在老版的模擬電子書上有提到，有個(gè)專門的公式去計(jì)算電容值的大小，不過(guò)有些IC之類的如何匹配電容在它的Datasheet里有規(guī)定，希望能幫上你。
電解電容與陶瓷電容一般用在IC的電源與地之間,起濾波作用，陶瓷電容單獨(dú)使用去耦作用，它的使用一般在IC中會(huì)有說(shuō)明，其電解值的大小與IC所需電流大小有關(guān),陶瓷取0.01uf。
電解電容
陶瓷電容
如果我要用別的電容替代某個(gè)電容的時(shí)候，是必須容量和耐壓值都要滿足嗎?有的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)很難兩全其美。這時(shí)候能不能舍棄其中之一呢?
濾波電容范圍太廣了，這里簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)電源旁路(去藕)電容。
濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對(duì)局部電源來(lái)說(shuō)就是要起到瞬態(tài)供電的作用。為什么要加電容來(lái)供電呢?是因?yàn)槠骷䦟?duì)電流的需求隨著驅(qū)動(dòng)的需求快速變化(比如DDR controller),而在高頻的范圍內(nèi)討論，電路的分布參數(shù)都要進(jìn)行考慮。由于分布電感的存在，阻礙了電流的劇烈變化，使得在芯片電源腳上電壓降低--也就是形成了噪聲。而且，現(xiàn)在的反饋式電源都有一個(gè)反應(yīng)時(shí)間--也就是要等到電壓波動(dòng)發(fā)生了一段時(shí)間(通常是ms或者us級(jí))才會(huì)做出調(diào)整，對(duì)于ns級(jí)的電流需求變化來(lái)說(shuō)，這種延遲，也形成了實(shí)際的噪聲。所以，電容的作用就是要提供一個(gè)低感抗(阻抗)的路線，滿足電流需求的快速變化。
基于以上的理論，計(jì)算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計(jì)算。選擇電容的種類，就需要按照它的寄生電感去考慮--也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。
討論問(wèn)題必須從本質(zhì)上出發(fā)。首先，可能都知道電容對(duì)直流是起隔離作用的，而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時(shí)，電容就有了最常見的兩個(gè)作用。一是用于極間隔離直流，有人也叫作耦合電容，因?yàn)樗綦x了直流，但要通過(guò)交流信號(hào)。直流的通路局限在幾級(jí)間，這樣可以簡(jiǎn)化工作點(diǎn)很復(fù)雜的計(jì)算，二是濾波；旧暇褪沁@兩種。作為耦合，對(duì)電容的數(shù)值要求不嚴(yán)，只要其阻抗不要太大，從而對(duì)信號(hào)衰減過(guò)大即可。但對(duì)于后者，就要求從濾波器的角度出發(fā)來(lái)考慮，比如輸入端的電源濾波，既要求濾除低頻(如有工頻引起的)噪聲，又要濾除高頻噪聲，故就需要同時(shí)使用大電容和小電容。有人會(huì)說(shuō)，有了大電容，還要小的干什么?這是因?yàn)榇蟮碾娙，由于極板和引腳端大，導(dǎo)致電感也大，故對(duì)高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細(xì)據(jù)此可以確定電容量。而對(duì)于耐壓，任何時(shí)候都必須滿足，否則，就會(huì)爆炸，即使對(duì)于非電解電容，有時(shí)不爆炸，其性能也有所下降。講起來(lái)，太多了，先談這么多。都是濾波的作用，鋁電解電容容量比較大，主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對(duì)應(yīng)2～3μf，如過(guò)要求高的時(shí)候可以1mA對(duì)應(yīng)5～6μf。無(wú)極性電容用于慮除高頻信號(hào)。單獨(dú)使用的時(shí)候大部分是去藕用的。有時(shí)可以與電解電容并聯(lián)使用。陶瓷電容的高頻特性比較好，但是在某個(gè)頻率(大約是6MHz記不太清了)是容量下降的很快。
電解電容的作用和使用注意事項(xiàng)
一、 電解電容在電路中的作用
1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容.由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾.
2，耦合作用：在低頻信號(hào)的傳遞與放大過(guò)程中，為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合.為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過(guò)大，一般總采用容量較大的電解電容。
二、電解電容的判斷方法
電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過(guò)程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過(guò)高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行測(cè)量.具體方法為：將電容兩管腳短路進(jìn)行放電，用萬(wàn)用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負(fù)極(對(duì)指針式萬(wàn)用表，用數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)表筆互調(diào))，正常時(shí)表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動(dòng)，然后逐漸返回直至無(wú)窮大處。表針的擺動(dòng)幅度越大或返回的速度越慢，說(shuō)明電容的容量越大，反之則說(shuō)明電容的容量越小.如表針指在中間某處不再變化，說(shuō)明此電容漏電，如電阻指示值很小或?yàn)榱，則表明此電容已擊穿短路.因萬(wàn)用表使用的電池電壓一般很低，所以在測(cè)量低耐壓的電容時(shí)比較準(zhǔn)確，而當(dāng)電容的耐壓較高時(shí)，打時(shí)盡管測(cè)量正常，但加上高壓時(shí)則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象.
三、電解電容的使用注意事項(xiàng)
1、電解電容由于有正負(fù)極性，因此在電路中使用時(shí)不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時(shí)電解電容的正極接電源輸出端，負(fù)極接地，輸出負(fù)電壓時(shí)則負(fù)極接輸出端，正極接地.當(dāng)電源電路中的濾波電容極性接反時(shí)，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動(dòng)，另一方面又因反向通電使此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電阻的電解電容發(fā)熱.當(dāng)反向電壓超過(guò)某值時(shí)，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過(guò)熱而炸裂損壞.
2、加在電解電容兩端的電壓不能超過(guò)其允許工作電壓，在設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量，在設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的濾波電容時(shí)，如果交流電源電壓為220~時(shí)變壓器次級(jí)的整流電壓可達(dá)22V，此時(shí)選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求.但是，假如交流電源電壓波動(dòng)很大且有可能上升到250V以上時(shí)，最好選擇耐壓3V以上的電解電容。
3、電解電容在電路中不應(yīng)靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸.
4、對(duì)于有正負(fù)極性的信號(hào)的濾波，可采取兩個(gè)電解電容同極性串聯(lián)的方法，當(dāng)作一個(gè)無(wú)極性的電容。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-09-05
