五号特工组1影音先锋:电容的工作原理和基本类型 - 卫轩 - 博客首页 - 电子元件技术博客,电子工程师的网上家...

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电容的工作原理和基本类型

上一篇 / 下一篇  2009-01-21 08:47:08

查看( 3152 ) / 评论( 11 ) / 评分( 9 / 8 ) 一、基本原理博客首页F$vfp)]r

电容器的基本原理可以用图1-1来描述博客首页x9KSu3O9xM NLk
当在两个正对的金属电极上施加电压时,电荷将据电压的大小被储存起来博客首页H/fQo6E(@ Rk

博客首页d0G pu6n F'v
博客首页n\ W8Y1O2k4Hy
基本公式:

R$oo-v3b.MK{0

Q=C*V

p5pp~wz.\-c0

W=1/2* C*V^2;

EAGB$plf'e0

di=C*dv/dt;

^ xa!Y5Fg c0

C[F]=ε0·ε·S/t博客首页 f7G i$[wJBl }U

 博客首页 ?.l$F r'je4Xd?

Q:电量( C )博客首页T,KN9`GZS-?
V:电压(V )博客首页0t r#oV.kTE B
C:电容量(F)博客首页aHE9ZIb

S:电极面积[m2]博客首页.h.H&x0UR0O

t:介质厚度[m]博客首页0CO1Zn,A` Mo

ε:相对介电常数博客首页 L2Yz$Bj| u

ε0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M)博客首页3a2_(e)WNpU

铝氧化膜的相对介电常数为7~8,要想获得更大的电容,可以通过增加表面积S或者减少其厚度t来获得。博客首页2]U'V.b)wv-SK
表1-1列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数,在很多情况下,电容器的命名通常是根据介质所使用的材料来决定的,例如:铝电解电容器、钽电容器等。博客首页N8Y v5GWG%Pa

介质

Y3|v4Q6Fa8Z)[+@0

相对介电常数博客首页P[gz4ef g

介质博客首页'gT TDt'U l`.t

相对介电常数

g;b ef&RlW0

铝氧化膜博客首页 i3Sg+wb L,Ga i3i9U

7 ~ 8博客首页f7VVb(K,[1Rb

陶瓷博客首页1m^ [1yh%G.S2G

10~120博客首页Y h*w2E\&\0\

薄膜树脂博客首页HCw uFz I(@

3.2博客首页.{s;aa]

聚苯乙烯

7S8k)k:t1o B6h,s A2Q6g0

2.5

F#V|%dzFh0

云母

3J*K|LKw0a0

6 ~ 8博客首页P(EP ?h3GZ!Z)] O

钽氧化膜

]4d'C*}mbp~O{0

10 ~20

cB)I#I-bV0 博客首页&L3Y2m!\T ]@y7d*x!G
二、常见电容类型博客首页l[s9[v;tZ
博客首页8DI(P1|Zs
  • 一般根据电极、电介质材料来分有如下:

\!~b9~}8A3E01、铝电解电容
c|0C)Xd N0T0极性电容,它的正极、负极、电介质是什么呢?经常有人会混淆,其实分别是正极铝箔、三氧化二铝(附在正极铝箔的一面)、电解液(通过负极铝箔做引脚搭接)博客首页 cr UCi-Y9cqe0p3_
2、钽电解电容
\o5gX)n0极性电容,正极、负极、电介质分别是:钽丝、二氧化锰MnO2(石墨、银层做引脚搭接)、五氧化二钽Ta2O5(在制造过程中形成)博客首页GD ]4a,M
3、片状多层陶瓷电容(MLCC)
p1dXm*Z0无极性;贴片式;多层层叠;正负极为金属电极、电介质是陶瓷材料
m}0?^$^5A04、引线式多层陶瓷电容(独石电容)博客首页A$Y\6E;h9cM~
无极性;插脚式;是用MLCC电容焊接两个引脚,然后把芯用包封材料制造而成;CC41、CT41就属于这类
S^8i/fR H My^;?05、圆形陶瓷电容(瓷介电容)
x1@4[F n`q_0无极性;单层;正负极为金属电极、电介质是陶瓷材料;个头比较大,一般为高压电容;CC81、CT81就属于这类
QI,SNO06、薄膜电容
)z7w2F~i0无极性;多层层叠或卷绕;正负极为金属电极、电介质是有机薄膜材料;比如:聚乙烯、聚脂等博客首页 Q%HRmFex-n
7、安规电容
\ U d RXC5E6x]0实际上符合各国安规标准的圆形陶瓷电容或薄膜电容;常见的,Y1、Y2为圆形陶瓷电容;X1、X2为薄膜电容。
W Sg5jW+w/uH5A0博客首页.^E)J.vv t#{
总之:依据C[F]= ε0·ε·S/t;以及实际制造中电容的正、负极、电介质材料选型和根据材料特点选择的制造工艺可以得知:博客首页3w |p$S3r ng8V'| I.D
1、容量大的电容必须增加S,故个头大。耐压高的电容必须增加t,故一般较厚。博客首页*miO5S2M,X
2、铝电解、钽电容相对来说S大,故容量可以做到很大。
ESd+~h\'Qh'o.n03、MLCC电容的容量、耐压一般不大。博客首页 e vfO"z%D's#j,] tOy)_
4、圆形陶瓷电容容值不大,但耐压可以做到很大。
;tnd.Y:|05、薄膜电容容值不大,但耐压较高。
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  • 根据应用场合和作用可分:

$VwV-c7g01、旁路电容博客首页$`?:nsLd
故名思义,是给交流信号提供一个对地的低阻抗通路。也可以称做滤波电容。
+L6^G/i,E"L @02、藕合电容
m#Wp-]r4cCE?0隔直流通交流,传递交流信号。根据di=C*dv/dt;不难理解。直流信号dv/dt=0,故无电流流过电容。博客首页P(D:U"W!M[ z
3、退(去)藕电容博客首页*?~2D-AY L/J:M
在驱动电路中,如果负载变化很大,会对供应源产生电压或电流冲击,加退(去)藕电容就起缓冲作用。比如:IC的VCC,IC内部电子管的开、关高速动作引起VCC变化,如果有退(去)藕电容的话,其VCC变化不会延伸到供应VCC的电源端口。
@"W"wi,I;g04、储能电容:博客首页/`y'x0Er]^
根据W=1/2* C*V^2;不难理解电容的容量越大;工作电压越大储存的能量越大。博客首页,o)g0Ni8p3k6x4D
比如在RTC时钟电路的备电中,通过一个大容量的电容在工作时贮存电能,在掉电时,这个电容就释放电能起到很好的备电作用。

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如有问题,欢迎指正!
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