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高云电气带您认识电容

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高云电气带您认识电容

发布日期:2016-04-28 00:00 来源:http://www.gaoyun.com.cn 点击:

宁波高云电气有限公司座落在中国现代化港口城市---宁波,中国电器工业协会会员单位,专业生产0.25-2KV中低压金属化电力电容器。公司现有职工70余名,各类专业技术人员12名,滤波电容器拥有各种先进的生产电力电容器设备30余套,圆柱型电容器年生产自愈式电力电容器 3800000千乏。rn与中国电子技术学会电力电容器专业委员会一起成长的高云公司已经风风雨雨走过二十年的里程 , 智能电容器经过创业拼搏,形成了一整套的科学管理制度。

1从电容的名称认识电容的作用

 电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件,它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。熟悉电容器在不同电路中的名称意义,有助于我们读懂电子电路图。

  1.滤波电容

  它接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑。一般常采用大容量的电解电容器,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。

  2.退耦电容

  并接于放大电路的电源正、负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

  3.旁路电容

  在交、直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

  4.耦台电容

  在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接,用以隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

  5.调谐电容

  连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。

  6.衬垫电容

  与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。适当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。

  7.补偿电容

  它是与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。

  8.中和电容

  并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。

  9.稳频电容

  在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。

  10.定时电容

  在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。


11.加速电容


  接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。

  12.缩短电容

  在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串接的电容。

  13.克拉泼电容

  在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。

  14.锡拉电容

  在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。

  15.稳幅电容

  在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。

  16.预加重电容

  为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失,而设置的RC高频分量提升网络电容。

  17.去加重电容

  为恢复原伴音信号,要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉,设置在RC网络中的电容。

  18.移相电容

  用于改变交流信号相位的电容。

  19.反馈电容

  跨接于放大器的输入与输出端之间,使输出信号回输到输入端的电容。

  20.降压限流电容

  串联在交流电回路中,利用电容对交流电的容抗特性,对交流电进行限流,从而构成分压电路。

  21.逆程电容

  用于行扫描输出电路,并接在行输出管的集电极与发射极之间,以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲,其耐压一般在1500V以上。

  22.校正电容

  串接在偏转线圈回路中,用于校正显像管边缘的延伸线性失真。

  23.自举升压电容

  利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位,使该点电位达到供电端电压值的2倍。

  24.消亮点电容

  设置在视放电路中,用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。

  25.软启动电容

  一般接在开关电源的开关管基极上,防止在开启电源时,过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上,导致开关管损坏。

  26.启动电容

  串接在单相电动机的副绕组上,为电动机提供启动移相交流电压。在电动机正常运转后与副绕组断开。

  27.运转电容

  与单相电动机的副绕组串联,为电动机副绕组提供移相交流电流。在电动机正常运行时,与副绕组保持串接

 去耦电容的选择不存在与频率的精确对应关系,理论上越大越好,但现实中所有器件都不是理想器件,不论何种电容,ESL、ESR都是必然存在的,于是实际电容的频响曲线明显呈非线性,仅在一定频率区间内基本符合纯电容的理论计算结果,超出一定界限后就与理论值越差越远,超到一定程度后甚至电容将不再是电容了,这个频率称“自谐振频率”,同样材料和制造工艺下,容量越小的电容自谐振频率越高。所以去耦电容的选择除了需大致考虑频率外,还要考虑负载的情况,在一定频率之后还得考虑电容的材料和生产工艺等,在此基础上综合的结果决定去耦电容的容量和种类。

  通常数字电路的噪声频率在兆至百兆量级区间,这个区间的噪声采用陶瓷独石介质的0.1uF电容就可取得合适的效果,如果负载较重或噪声较强,可选择更大容量的电容或用多个电容并联,同样容量和电容材料下,小电容并联的效果强于单一大电容,频率越高越明显,高频去耦则需采用大小电容并联的方式分别对付不同频谱的噪声。

  一般去耦电容的容量选取原则:

  100M以下轻载:0.1uF,重载或存在较大低频噪声的可加并1-10uF的电容,介质材料选择陶瓷或钽为宜;

  100M-1000M:前述+100-1000pF(+10pF),括号内根据频率的高限选择是否需要,小电容的介质选择必须是高频陶瓷,早期则多用云母,

  1G以上:前述+1-10pF,介质最好选择高Q微波陶瓷材料。

  高频重载时必须用多个小电容并联切不可直接用大电容。

  顺便一说,技术上去耦电容不是一般称的滤波电容,滤波电容指电源系统用的,去藕电容则是分布在器件附近或子电路处主要用于对付器件自身或外源性噪声的特殊滤波电容,故有特称——去耦电容,去耦指“去除(噪声)耦合”之意。

 电子制作中需要用到各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似,电容器通常简称其为电容,用字母C表示。顾名思义,电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多,但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某绝缘物质(固体、气体或液体)所隔开,就构成了电容器。两片金属称为极板,中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容,最多见的是电解电容和瓷片电容。


  


  不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用的电容单位有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的关系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

    在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。

  把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。

  举一个现实生活中的例子,我们看到市售的整流电源在拔下插头后,上面的发光二极管还会继续亮一会儿,然后逐渐熄灭,就是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容,造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容(1000 μF,注意正极接正极),一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响,都要用至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且大电容的储能作用,使得突发的大信号到来时,电路有足够的能量。

  电子电路中,电容器只能通过变化电流,不能通过直流电,在电路中起着“通交流,隔直流”的作用。电路中,电容器常被用作耦合、旁路、滤波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢?我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变,它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上,电容器连续地充电、放电,电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流。电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压,电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3 V,10 V,16 V,25 V,50 V等。

  电容器的分类

  1.固定电容器

  电容量固定的电容器叫做固定电容器。根据介质的不同可分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解几种。

  1.1 陶瓷电容器

 陶瓷电容器是用高介电常数的电容器陶瓷(钛酸钡一氧化钛)挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。


  高频瓷介电容器适用于无线电、电子设备的高频电路。具有小的正电容温度系数的电容器,使用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合(包括高频在内)。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。常见的瓷介电容器有:穿心式或支柱式结构瓷介电容器,它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小,特别适于高频旁路用。

  独石电容器即多层陶瓷电容器,其结构是在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次绕结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成,它是一种小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器,高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能,体积极小。

        1.2 云母电容器

  云母电容器就结构而言,可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成,由于消除了空气间隙,温度系数大为下降,电容稳定性也比箔片式高。云母电容器广泛应用在高频电器中,并可用作标准电容器。

  玻璃釉电容器的介质是由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成,介质再以银层电极经烧结而成“独石”结构。玻璃釉电容器的性能可与云母电容器媲美,能耐受各种气候环境,一般可在200℃或更高温度下工作,额定工作电压可达500 V,损耗tanδ = 0.0005 ~ 0.008。

  1.3 纸质电容器

  纸质电容器在无线电、电子设备中应用很广,一般是用两条铝箔作为电极,中间以厚度为0.008 ~ 0.012 mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单,价格便宜,能得到较大的电容量,一般在0.25 μF以下,但容量误差较大且不易控制,质量较好的是 ±10%,损耗较大(tanδ ≤ 0.015),温度频率特性稳定性较差。以往常用的纸电容器为非密封型,仅用地蜡、石蜡和氯化二苯基等浸渍封闭,容易老化,稳定性较差,易受湿度影响,受潮后绝缘电阻降低,大气压力对它也有影响。电容器芯置于金属或陶瓷管内加以密封的纸质电容器质量较好,外界气候条件的影响极小,可在相对湿度达95 ~ 98 %的场合中正常使用。

  金属化纸介电容器的电极是用真空蒸发直接将金属蒸发附着于电容器纸上,体积仅为普通纸质电容器的1/4左右,主要特点是具有“自恢复”作用,即在击穿后能“自愈”,是纸质电容器的改进型。

  纸质电容器是中频电容器,一般应用在低频电路内,通常不能在高于3 ~ 4 MHz的频率上运用。

  油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高,稳定性也好,适用于高压电路。

  1.4 薄膜电容器

  薄膜电容器的结构与纸质电容器相似,但用聚酯、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。聚苯乙烯电容器性能优良,低频电路中可作优良的耦合电容器使用。还特别适用于RC时间常数电路,因为它的介电吸收作用极微而放电快。耐高温的薄膜电容器有涤纶电容器、聚四氟乙烯电容器和聚碳酸脂(PC)电容器。涤纶电容器也称聚脂电容器,它的电性能优于金属化纸介电容器,在电路中主要用作旁路和隔直流等,以代替纸介电容器。聚碳酸脂电容器的电性能优于涤纶电容器,可长期工作于 +120 ~ 130℃。

  聚丙烯电容器(CBB)的电性能与聚苯乙烯电容器相似,但单位体积电容量较大,能耐+100℃以上高温,温度稳定性则稍差。

  1.5 电解电容器

  电解电容器是用薄的氧化膜作介质的电容器。因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性。

  1.6 铝电解电容器

  用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成。普通铝电解电容器不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率,通常作低频旁路耦合和电源滤波用。

        1.7 固体钽电解电容器

  用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰,如图所示。它们具有一系列优点,如温度特性、频率特性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好,寿命长,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积,适于超小型高可靠机件中使用。

  2.微调电容器

  微调电容器也称半可变电容器,它的电容量可在某一小范围内调整,并可在调整后固定于某个电容值。

宁波高云电气有限公司座落在中国现代化港口城市---宁波,中国电器工业协会会员单位,专业生产0.25-2KV中低压金属化电力电容器。公司现有职工70余名,各类专业技术人员12名,滤波电容器拥有各种先进的生产电力电容器设备30余套,圆柱型电容器年生产自愈式电力电容器 3800000千乏。rn与中国电子技术学会电力电容器专业委员会一起成长的高云公司已经风风雨雨走过二十年的里程 , 智能电容器经过创业拼搏,形成了一整套的科学管理制度。


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