作为电气和电子元件,电容器对我们电工来说是非常熟悉的。你在生活中总会接触到无功补偿中的电力电容器,变频器DC主电路中的滤波电容器,各种电子线路板上形状各异的电容器或者电风扇中的CBB电容器。电容器有很多种。现在我就重点介绍一下应用范围较广,用途比较大的电解电容。电解电容器目前分为铝电解电容器和钽电容器两大类,其中铝电解电容器较为常见。电解电容和其他种类电容比较大的区别就是——电解电容有极性和-,所以在使用DC电路时一定要注意这一点。一旦极性不对,危险在所难免!另外,电解电容不会出现在交流电路中。极性电容和非极性电容原理相同,都是储存和释放电荷;极板上的电压(这里电荷积累的电动势称为电压)不能突变。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。南京陶瓷电解电容

I类陶瓷电容器按照美国电工协会(EIA)的标准,是C0G(数字0,不是字母O,部分文件笔误COG)或NP0(数字0,不是字母O,部分文件笔误NPO),以及中国标准CC系列等各类陶瓷介质(温度系数为030ppm/),极其稳定,温度系数极低,不会出现老化现象和损耗因子。这种介质非常适用于高频(特别是用于工业高频感应加热、高频无线传输等应用的高频电力电容器)、超高频以及对电容和稳定性有严格要求的定时和振荡电路的工作环境。这种介质电容的缺点就是电容不能做得很大(因为介电系数比较小)。通常情况下,1206表贴C0G介质电容的电容范围为0.5pf至0.01f。江苏钽电容品牌常用陶瓷电容容量范围:0.5pF~100uF。

如何抑制“啸叫”现象:1.降压电源通常有PWM和PFM工作模式。PWM模式下纹波小,在高负载功耗条件下使用。为了避免BUCK在PWM模式下充电电容的开关频率引起的啸叫,有些电源的开关频率会刻意避开20hz~20Khz的开关频率。2.当电源处于轻载模式时,会间歇工作,间歇输出几个脉冲。这种间歇脉冲的频率也可以被人耳听到。因此,从电源或负载的角度来看,PFM工作时间歇脉冲的工作频率应进行优化,以避免啸叫。3.另一种是隐藏状态。在项目初期,系统往往不稳定,负载在正常和低功耗模式之间反复切换,电源也很容易在PWM和PFM模式之间切换。这种切换的时隙也可能引起啸叫,需要软件优化系统的稳定性,避免负载工作模式的异常切换,避免啸叫。
由于固态电解电容采用导电聚合物作为电极层导体,相对与液态电解液它的导电性能更好,所以对应的ESR(EquivalentSeriesResistance,串联等效电阻)非常小,则对应的电容损耗也小。通常情况下,这个特点并不突出,但在一些大功率高频电路中,对于电源滤波电容则要求ESR越小越好。可以说,高频下,固态电解电容的低ESR是其较大的优点。在一届大学生智能汽车竞赛中有一组节能信标组,它可以为车模提供超过50W的充电功率。下图显示了信标控制电路板上的两个电解电容。在左边的电路中使用的是普通液态电解电容,在电路满功率输出50W电能时,这两个电容发热严重。将它们替换成相同容量的固态电容之后,电容就不再发烫。铝电解电容用途普遍:滤波作用;旁路作用;耦合作用;冲击波吸收;杂音消除;移相;降压等等。

类陶瓷电容器类稳定陶瓷介质材料,如美国电气工程协会(EIA)标准的X7R、X5R和中国标准的CT系列(温度系数为15.0%),不适用于定时、振荡等温度系数较高的场合。然而,因为介电系数可以做得非常大(高达1200),所以电容可以做得相对较大。一般1206贴片封装的电容可以达到10F或者更高;类可用的陶瓷介质材料如美国电气工程协会(EIA)标准的Z5U、Y5V和中国标准的CT系列低档产品(温度系数为22%、-56%的Z5U和22%、-82%的Y5V),这种介质的介电系数随温度变化很大,不适用于定时、振荡等高温度系数的场合。但由于其介电系数可以做得很大(可达1000~12000),电容比可以做得更大,适用于一般工作环境温度要求(-25~85)的耦合、旁路和滤波。一般1206表贴Z5U和Y5V介质电容甚至可以达到100F,从某种意义上说是取代钽电容的有力竞争者。钽电容应用:通讯、航天、工业控制、影视设备、通讯仪表 。南京陶瓷电解电容
当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时,阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。南京陶瓷电解电容
理想的高频和低阻抗特性:聚合物固体电解电容器具有极低的损耗和理想的高频低阻抗特性,广泛应用于去耦、滤波等电路,效果埋没,尤其是高频滤波效果较好。通过一个实验可以更直观、更清楚地看到,聚合物固体铝电解电容器的高频特性与普通电解电容器有明显的区别。在平滑电路的输入端叠加一个1MHz(峰间电压8V)的高频干扰信号,通过47uF的聚合物固体电解电容进行滤波,可以将噪声降低到只有30mV的峰间电压输出。要达到同样的滤波效果,需要并联4个1000uF的普通液体铝电解电容器或3个100UF的钽电容器。此外,在高频滤波效果更好的情况下,高分子聚合物固体铝电解电容器的体积明显小于普通型铝电解电容器。随着工艺不断提升,高分子聚合物固体铝电解电容器优势逐步显现。同时,价格也需要进一步优化。南京陶瓷电解电容