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          電容雖小卻很復雜,你知道這些電容知識嗎?

          來源:發布時間:2018-10-10 15:08:06點擊率:

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          首先簡單說一下電容的標稱值;它是電容器上標注的該電容的各種參數,標準單位是F(法拉),常用的其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF),由于單位F 的容量太大,所以人們平時看到的一般都是μF、nF、pF的單位.換算關系:1F=1000000μF,1μF=1000nF=1000000pF。 還有允許誤差(表示標稱容量與實際容量之差,再除以標稱值所得的百分比。通常電容器的允許誤差分別8個等級)。 耐壓值,它指電容在電路中長期有效工作而不會被擊穿所能承受的大交直流電壓。


          電容的耐壓值與制造時所用的介質材料有關。 值得注意的是電容在電路中實際承受的電壓切不可超過其耐壓值,否則電容器會被擊穿損壞,甚至出現爆裂。在濾波電路中耐壓值不可小于交流有效值的√2倍,此外使用電解電容時,尤其注意其正、負極不可接錯。 不同電路中,應選用不同類型的電容器。

          對于電源濾波和放大器中耦合、退耦電路,選用電解電容器。對于高頻電路和高壓電路,選用瓷介電容和云母電容器。

          對于諧振電路,宜用云母電容、陶瓷電容器和有機薄膜電容器。對于隔直電路,選用滌綸電容、云母和陶瓷電容器。

          對于諧振回路可選用空氣電容、云母電容、高頻陶瓷電容、小型密封可變電容器等。 一般都標注在電容器上。它有二種標識法,一種為直讀標識,另一種為顏色標識法(黑o、棕1.、紅2、橙3、黃4、綠5、藍6、紫7、灰8、白9)。

          常用電容分為高頻旁路電容、低頻旁路電容、濾波電容、可變電容、高頻耦合電容、低頻耦合電容等等。 在要求不高的電路中,通常無需考慮電容器的允許誤差。但對于振蕩電路和延時電路,它就要考慮允許誤差盡可能小于5%以下。對于低頻耦合電路,其中的電容器允許誤差則可稍大一些10~20%。

          若電路要求不高,則應盡量選用電解電容。對于電子板體積較小,可選用鉭電解電容器。此外對于長時間積分電路,鉭電解電容也是,因為它的漏電小。 對于電源濾波電路,可根據具體的電路要求來選擇。例如,因為線性電源濾波的脈沖電流較小、頻率較低,則它對電容器的要求較低,因此可采用電解電容器與非電解電容器并聯方式;其中電解電容的作用是濾除低頻交流信號,非電解電容器的作用則是濾除高頻交流信號。在50HZ、常溫條件下,鋁電解電容器的容量與輸出電流的關系基本可以按照1000uF/1A來計算。對于溫度范圍較寬或者要求波紋系數較小的電路,電容量需成倍增大或直接改變電路的濾波原理(如LC濾波)。

          對于線性電源的電容器耐壓值,通常需要在設計階段預留40%即可。對于外部電源電壓波動較大的電路,需要根據大電壓值來考慮預留耐壓值的范圍。 而在開關電源中,由于電路中脈動電流較大,頻率較高,這些電路中對電容器的要求較高。通常需要電容器的損耗角較小,可以通過并聯多個電容器的方法來降低電容器的內阻,這樣它可適應用于高頻脈動電流較大的電路中,并且電容器的發熱量在一定范圍內可控,減小了因它發熱而對電路中其它元件的影響。

          對于大規模高頻、高速集成電路(如高速DSP求FPGA等芯片),它對其中的電容器要求較高,需要其電壓在1~1.5V(允許波紋600mV以內),l/o電壓在1.8~3.3V(允許波紋在360mv以內),并且采用幾十個電源引腳。這就需要每個電源引腳以一個貼片高頻電容器在靠近引腳處焊接,達到濾波的目的。

          再來簡單說一下電阻。電阻的種類繁多,但其功能都一樣。常用的電阻器有碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、玻璃釉電阻器、合成碳膜電阻器、線繞電阻器、排電阻器等等。 電阻的標稱值是指表面所標注的電阻值。


          它是根據國家制定的標準系列來標注的,而不是生產者隨意添加的。在電路設計時,電阻器阻值的選擇必須在國家規定的范圍之內。(常用的阻值系列分三類;E一24、E一12、E一6,其中E一24的允許誤差為±5%,誤差等級為I級,是這三個系列產品中的)。

          打個比方吧,例如E一24系列中的2.7,它就包含了2.7Ω、27Ω、270Ω、2.7k、27K、270K……等。實際設計電子電路時,電阻值可以選擇相近阻值的電阻器作為替代。 電阻器阻值標注通常冇直標表示法、文字符號話、色環標注法及數碼標示法4種。 常用的色環所代表的數值(棕1、紅2、橙3、黃4、綠5、藍6、紫7、灰8、白9、黑0),其中色環標注有四色環和五色環。

          對于初學電子工作者來說,這是小菜一碟,無需多說。 電阻器由于生產水平與工藝的差異,電阻器的實際阻值與標稱阻值之間不可避免存在一定的誤差,這種誤差稱為電阻器的允許誤差。國家規定了誤差等級有三個級。丨級誤差為±5%,而對于精密電阻器其中誤差則為±1%、±0.5%,允許誤差越小,則電阻器的精度等級越高。 標稱功率;它解釋為,有電流流經電阻時,電阻器散發熱量并產生消耗功率。而電阻一但發熱,其阻值會發生微小變化,若電流過大,則電阻會嚴重發燙、燒焦甚至損壞。為了衡量電阻器的散熱情況,人們引入了電阻器的耐熱功率、額定功率、標稱功率等概念。而額定功率是(P=丨×U P=丨2 P=U2/R)。常見標稱功率有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、15W、25W等等。

          在電子電路中對于小信號的電路中道常采用1/8W電阻器,在微電子產品中則常使用1/16w電阻器或貼片式電阻器。 實際選用電阻器時,也要根據該電阻器在電路中的作用等系列功能來留有一定的功率余量,即電阻的標稱功率應大于它在電路中實際功率2倍以上。例如,實際功率為1/4w,則應選擇1/2W的電阻器。實際功率為2W,則應選用5w電阻器。這樣可避免電阻過熱而引起的阻值變化或燒毀事故。另外電阻器溫度低也有利于減小相應的熱噪聲。 還要正確的選擇電阻器的極限電壓。極限電壓是每個電阻器都具有的參數,若實際電路電壓超出了電阻的極限電壓值,即便滿足功率要求,電阻仍然會被電壓擊穿而損壞。下面公式為電阻器的計算公式U=√PR。 還要根據電路特點來選用電阻器。例如在高頻電路中(電視機、DVD機激光頭電路、調頻收音機等)宜選用RJ型金屬膜電阻或RJ10型精密金屬膜電阻。 在要求穩定較高的電路(如功率放大器、偏置電路、取樣電路等)中,應選用溫度系數小的電阻(如金屬氧化膜電阻、碳膜電阻等)。 還要根據電路中工作頻率來選擇。高頻電路要求電阻的分布參數越小越好,即電阻的分布電感應盡量可能小一些。低頻電路工證頻率較小,它對電阻的分布參數要求不高,可供它選擇的電阻器范圍較大。 根據電路的溫度穩定性要求來選擇。例如,在退耦電路中,電阻的阻值變化對電路的影響不大。而在穩壓電路中,電阻阻值的任何細微變化都會引起輸出電壓的波動。

          還要根據電阻囂安裝位或工作環境溫度條件來合理選擇電阻器。這二個條件在本人的實際工作中太重要了,由于公司有嚴格的技術保密制度,我只能提示一下,不宜作細節性的描寫,要不然我在頭條賺一次性打火機的錢,丟掉飯碗因小失大。

          順便再說一下電感器。電感器的主要參數有


          ①電感量與允許誤差。電感量的大小取決于線圈的匝數、繞制方式以及磁芯的材料等因素。即線圈匝數越多,繞制線圈的集中程度越大,則電感量越大。線圈中有磁芯的比沒有磁芯的線圈的電感量大,磁芯磁導率大則電感量大,線圈的面積越大,則電感量越大。 電感量的單位是H(亨利),常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(uH。)。在電路中所用電感量的大小是根據線圈在電路中的用途來決定。例如在短波諧振電路中,其電感線圈的電感量僅為幾微亨,而中波諧振中要幾百微亨,而在電源整流濾波電路中電感量要求要達到1~30亨。它的允許誤差也是根據它在電路中的任務來定的,要求越高的電路,它的允許誤差必然要小。

          ②品質因數。它表明電感器質量的一個參數,用字母Q表示,Q值的大小表明電感器損耗的大小。Q值越高功率損耗越小。

          ③標稱電流(工作時通過電感器的額定電流)。它正常工作時,不超過它額定電流時都能長期工作,若通過它的工作電流大于額定電流時,則它會因發熱而改變其原有參數,嚴重時甚至會被燒毀電感器。

          ④分布電容。線圈的匝與匝之間存在電容,線圈與地之間和線圈與屏蔽盒之間也存在電容,這些電容稱為分布電容。這些分布電容在直流和低頻條件下,制約導線本身的電阻不會太大,其對電路工作影響不大。若花高頻電路中則不然,它會引起工作在某一頻率時電路,容抗感抗在數值上達到相等時,出現諧振現象。 電感器標注法有直標法和色標法兩種。讀法與電阻、電容一樣,這里就不多說了。

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