貼片電容
全稱:積層貼片陶瓷電容。在電路板中用C表示,英文縮寫:MLCC。貼片電容是目前用量比較大的被動(dòng)元件之一。
它主要是容納和釋放電荷的電子元器件。其基本工作原理就是充電放電,整流、震蕩以及其他作用。常應(yīng)用于電源電路,實(shí)現(xiàn)旁路、去耦、濾波和儲能的做用。
貼片電容有分NOP、X7R、X5R、Y5V等介質(zhì),不同介質(zhì)它們特性不一樣,在相同的體積下由于介質(zhì)不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來的電容器的介質(zhì)損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時(shí)應(yīng)根據(jù)其在電路中作用不同來選擇不同的電容器
貼片電容類型:一般通用型、超小型、高壓、軟端電極、安規(guī)、低感值、串連排容和高頻電容
1)旁路
旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)載需求。 就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。 這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。
2)去耦
去耦,又稱解耦。 從電路來說, 總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大, 驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電, 才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候,電流比較大, 這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(huì)產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì)影響前級的正常工作,這就是所謂的“耦合”。
去耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用,滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。
將旁路電容和去耦電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是10μF 或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。
3)濾波
從理論上(即假設(shè)電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1μF 的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會(huì)突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個(gè)水塘,不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程。
4)儲能
儲能型電容器通過整流器收集電荷,并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如EPCOS 公司的B43504 或B43505)是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求,器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式,對于功率級超過10KW 的電源,通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
電容量(capacitance)是用來表示電容器能儲蓄電荷的能力(或容量)。各種電容器,因?qū)w的大小體形狀體材質(zhì)及板間距離與介質(zhì)種類等因素的 不同而有不一樣的電容量,但所能儲存的電荷量Q與其電位V系成正比,即 Q=CV 式中的比例常數(shù)C即為電容器之電容量,簡稱電容。 C=Q/V 電容的單位為「庫能/伏特」,為了紀(jì)念科學(xué)家法拉第(Michael Faraday l791~1867,英)對電學(xué)的偉大貢獻(xiàn),將1庫侖/伏特的電容稱為1法拉(farad) ,簡稱法,單位記號為F或f。在實(shí)用上,法拉之單位常嫌過大,例如一個(gè)球體若要1法拉的電容,軸向電容則半徑必須為9*10e9公尺!因此常以微法 (μF)或微微法(μμF或pF)軸向電容來表示電容值的大小。