电子电路学习笔记(2) |
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一、基础知识
1.1 电容的概念
电容就像水杯一样,越大的水杯,装的水越多。电容尺寸越大,容量越大。 电容的单位是F,Farad,法拉。 这是个超大的单位,一般电容达不到这么大,基本单位为pF、nF和uF。1F=1012pF。 表示电容能存储电荷量的大小。 但是法拉并不是电容的绝对容量,而是相对值,代表相同电压下能放出去多少电。即每放出一定的电量,电压下降一个定值。 由此可以理解,电容中存储的电量是“容值x电压”。这个电压指的是耐压值,就是电容最高能充电充到多少伏。电量和容值成正比,和电压成正比,和体积也成正比,价格嘛,也是越大越贵。 1.3 电容的符号
有极性电容的正负不能接反,接反电容很容易爆炸。 2.1.1 液态电解电容液态电解电容具有容值高、电压高、尺寸大、高频性能差、使用寿命一般、有正负极之分的特点。通常用于电源稳压上。 譬如我们常用的铝电容,全称是铝电解电容是一种有极性电容。在电源附近经常看到它作为储能作用。 铝电容极性判断方法: 有标志的是负极。腿长的是正极。
钽电容也属于电解电容的一种,使用金属钽替代了电解液,属于固态电解电容的一种。具有容值高、电压低、尺寸小、高温特性好、使用寿命长、有正负极之分的特点。通常用于低电压紧凑型设备的电源滤波和音频滤波。 例如手机里面就会用到一些钽电容,电脑上也有不少。 钽电容极性判断方法: 有标志的是正极。 陶瓷电容(也被称为瓷片电容)具有容值小、电压高、尺寸小、高频性能好、不区分正负极的特点。陶瓷电容通常用于去耦、滤波等场景。 一般陶瓷电容最小有0.5pF的,常用的0402电容最大一般是10uF10V,0805的电容最大一般是47uF10V。电解电容都是10uF起步,没有nF这么小的,常用的最大可以到10000uF左右。 通常选型的时候为了好采购、成本低,一般都不会顶格选电容,设计的时候推荐0402最大选4.7uF,0603最大选10uF,0805最大选22uF。 至于电解电容,也是一样的,先选定容值和耐压值,然后去规格书上找常用的尺寸。 容值能不能做的更大,主要看体积。变压器站用的高压电容,有很多比一个箱子还要大。普通电解电容最大也可以做到手臂那么大颗。 那么能不能做的更小,比0.5pF还小呢?能,但是没有意义。一个0402的电容的焊盘寄生电容就有接近1pF了。这么小的电容,主要是给射频部分使用的。 陶瓷电容标不下容值,一般通体黄色或褐色。 电解电容的容值一般按照实际值标注在外壳上,如220uF 25V的信息。钽电容的容值标在电容表面,用和电阻一样的标注方式,单位是pF。例如226,就是22x106pF=22uF。 3.2 精度电容的精度普遍都不高,陶瓷电容精度高一些的有5%的(J档),普通的10%(K档)、20%(M档),还有些+80%~-20%(Z档)。pF级别的5%比较多,nF级别的10%比较多,uF级别的普遍都是20%。电解电容普遍也都是20%。 为什么几乎用不到高精度电容呢?因为电容大部分时候是用来给电源稳压的,容值差一点不影响使用效果。 偶尔有射频匹配和滤波网络需要用到pF级别的电容,5%也足够用了,不足以对滤波器的频点造成影响。 3.3 尺寸电容的尺寸:对于陶瓷电容和钽电容,其尺寸和电阻一样,小尺寸的用英制,0201、0402、0603、0805,大尺寸的用公制,如2520、3525等。对于柱状的电解电容,一般是用“直径x高度”的方式来描述尺寸。 因此硬件设计的时候,要考虑预留的电容的尺寸尽可能的大。如果你预留6x11的位置,一般最大也就用100uF 25V的了,想换小的节省成本没有问题,但想换大的就很难了,电容厂家做不出来6x11的470uF 25V的电容。同样的问题在陶瓷电容上也需要注意,例如预留一个0805的电容,一般最大也就能贴22uF 6.3V的了,想要更大容值或更高电压就很难找到物料了。 3.4 封装和功率
好坏判断: 万用表拨到蜂鸣档,分别接触被测电容的2端引脚,若听到一声响,说明是好的,反之是坏的。(长时间触碰也是一声响,只是分别触碰响声的持续时间不同罢了)
电容的耐压值,在弱电领域主要有4V、6.3V、10V、16V、20V、25V、35V、50V这些档位。上百伏的电容主要用在强电上。耐压值的选择非常非常重要,选错了会有生命危险。 如果把25V的电容,用在50V的电源上,会怎么样?陶瓷电容有机会扛得住,也可能被烧掉短路了。电解电容一般扛不住,直接击穿短路或干脆爆炸了。钽电容一定扛不住,升起一团烟火就烧掉了。 硬件设计选择电容的时候,务必要考虑清楚线路的最高电压,通常是折半使用,就是电容耐压值要达到线路电压的2倍或 |
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