電容(Electriccapacity),由兩個金屬極,中間夾有絕緣材料(介質)構成。由于絕緣材料的不同,所構成的電容器的種類也有所不同:
按結構可分為:固定電容,可變電容,微調電容。
按介質材料可分為:氣體介質電容,液體介質電容,無機固體介質電容,有機固體介質電容電解電容。
按極性分為:有極性電容和無極性電容。我們最常見到的就是電解電容。
電容在電路中具有隔斷直流電,通過交流電的作用,因此常用于級間耦合、濾波、去耦、旁路及信號調諧
電容的種類
電容的種類有很多,可以從原理上分為:無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等,從材料上可以分為:CBB電容(聚乙烯),滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨石電容、電解電容、鉭電容等。由于電容體積要比電阻大,所以一般都使用直接標稱法。
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首先要明確一點,鋁電解電容一定會壞,只是時間問題。影響電容壽命的原因有很多,過電壓,逆電壓,高溫,急速充放電等等,正常使用的情況下,影響多數(shù)就是溫度,因為溫度越高電解液的揮發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度,是指鋁箔工作溫度。廠商通常會將電容壽命和測試溫度標注在電容本體。
因電容的工作溫度每增高10℃壽命減半,所以不要以為2000小時壽命的鋁電解電容就比1000小時的好,要注意確認壽命的測試溫度。每個廠商都有溫度和壽命的計算公式,在設計電容時要參照實際數(shù)據(jù)進行計算。需要了解的是要提高鋁電解電容的壽命,第1要降低工作溫度,在PCB上遠離熱源,第二考慮使用zui 高工作溫度高的電容,當然價格也會高一些。
電解電容在電路中實際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時候,還要注意正負極不要接反。不同電路應該選用不同種類的電容??窕芈房梢赃x用云母、高頻陶瓷電容,隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容,濾波可以選用電解電容,旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象,并且核對它的電容值。安裝的時候,要使電容的類別、容量、耐壓等符號容易看到,以便核實。
壽命估算(life expectancy):電解電容在zui 高工作溫度下,可持續(xù)動作的時間。
lx=lo*2(to-ta)/10
lx=實際工作壽命
lo=保證壽命
to=zui 高工作溫度(85℃105℃)
ta=電容器實際工作周圍溫度
example:規(guī)范值105℃/1000hrs
65℃壽命推估:lx=1000*2(105-65)/10
實際工作壽命:16000hrs
高溫負荷壽命(load life)將電解電容器在zui 高工作溫度下,印加額定工作電壓,經(jīng)一持續(xù)規(guī)定完成時間后,須符合下列變化:δcap:試驗前之值的20%以內。
電容使用的常見誤區(qū)
很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大,為IC提供的電流補償?shù)哪芰υ綇姟?/p>
且不說電容容量的增大帶來的體積變大,增加成本的同時還影響空氣流動和散熱
ESR越低,效果越好?
相對容量的要求,對ESR的要求可以適當?shù)慕档汀R驗檩斎腚娙葜饕悄蛪?,其次是吸收MOSFET的開關脈沖。
對于輸出電容來說,耐壓的要求和容量可以適當?shù)慕档鸵稽c。ESR的要求則高一點,因為這里要保證的是足夠的電流通過量。
但這里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR電容會引起開關電路振蕩。
而消振電路復雜同時會導致成本的增加。板卡設計中,這里一般有一個參考值,此作為元件選用參數(shù),避免消振電路而導致成本的增加。