話說(shuō)電容之一:電容的作用 作為無(wú)源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種: 1、應(yīng)用于電源電路,實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲(chǔ)能的作用。下面分類詳述之: 1)旁路 旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)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(guò)大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連 接處在通過(guò)大電流毛刺時(shí)的電壓降。 2)去藕 去藕,又稱解藕。 從電路來(lái)說(shuō), 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(hào)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(duì)于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì)影響前級(jí)的正常工作,這就 是所謂的“耦合”。 去藕電容就是起到一個(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。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來(lái)將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開(kāi)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(lái)確定。 旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象,而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為 濾除對(duì)象,防止干擾信號(hào)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(shuō),電容越大,阻抗越小,通過(guò)的頻率也 越高。但實(shí)際上超過(guò)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(guò),電容越大高頻越容易通過(guò)。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(hào)頻率越高則衰減越大,可很形象的說(shuō)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(guò)程。 4)儲(chǔ)能 儲(chǔ)能型電容器通過(guò)整流器收集電荷,并將存儲(chǔ)的能量通過(guò)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(duì)于功率級(jí)超 過(guò)10kw 的電源,通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。 2、應(yīng)用于信號(hào)電路,主要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的作用: 1)耦合 舉個(gè)例子來(lái)講,晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻,它同時(shí)又使信號(hào) 產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合, 這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的 元件,如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容, 由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào) 較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),故稱此電容為去耦電容。 2)振蕩/同步 包括rc、lc 振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。 3)時(shí)間常數(shù) 這就是常見(jiàn)的 r、c 串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號(hào)電壓加在輸入端時(shí), 電容(c)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通 過(guò)電阻(r)、電容(c)的特性通過(guò)下面的公式描述: i = (v / r)e - (t / cr) 話說(shuō)電容之二:電容的選擇 通常,應(yīng)該如何為我們的電路選擇一顆合適的電容呢?筆者認(rèn)為,應(yīng)基于以 下幾點(diǎn)考慮: 1、靜電容量; 2、額定耐壓; 3、容值誤差; 4、直流偏壓下的電容變化量; 5、噪聲等級(jí); 6、電容的類型; 7、電容的規(guī)格。 那么,是否有捷徑可尋呢?其實(shí),電容作為器件的外圍元件,幾乎每個(gè)器件 的 datasheet 或者 solutions,都比較明確地指明了外圍元件的選擇參數(shù),也 就是說(shuō),據(jù)此可以獲得基本的器件選擇要求,然后再進(jìn)一步完善細(xì)化之。 其實(shí)選用電容時(shí)不僅僅是只看容量和封裝,具體要看產(chǎn)品所使用環(huán)境,特殊 的電路必須用特殊的電容。 下面是 chip capacitor 根據(jù)電介質(zhì)的介電常數(shù)分類, 介電常數(shù)直接影響電 路的穩(wěn)定性。 np0 or ch (k 15000): 容量穩(wěn)定性較 x7r 差(?c 話說(shuō)電容之三:電容的分類 電容的分類方式及種類很多,基于電容的材料特性,其可分為以下幾大類: 1、鋁電解電容 電容容量范圍為0.1µf ~ 22000µf,高脈動(dòng)電流、長(zhǎng)壽命、大容量的不二 之選,廣泛應(yīng)用于電源濾波、解藕等場(chǎng)合。 2、薄膜電容 電容容量范圍為0.1pf ~ 10µf,具有較小公差、較高容量穩(wěn)定性及極低的 壓電效應(yīng),因此是x、y 安全電容、emi/emc 的首選。 3、鉭電容 電容容量范圍為2.2µf ~ 560µf,低等效串聯(lián)電阻(esr)、低等效串聯(lián) 電感(esl)。脈動(dòng)吸收、瞬態(tài)響應(yīng)及噪聲抑制都優(yōu)于鋁電解電容,是高穩(wěn)定電 源的理想選擇。 4、陶瓷電容 電容容量范圍為0.5pf ~ 100µf,獨(dú)特的材料和薄膜技術(shù)的結(jié)晶,迎合了 當(dāng)今“更輕、更薄、更節(jié)能“的設(shè)計(jì)理念。 5、超級(jí)電容 電容容量范圍為0.022f ~ 70f,極高的容值,因此又稱做“金電容”或者 “法拉電容”。主要特點(diǎn)是:超高容值、良好的充/放電特性,適合于電能存儲(chǔ) 和電源備份。缺點(diǎn)是耐壓較低,工作溫度范圍較窄。 話說(shuō)電容之四:多層陶瓷電容(mlcc) 對(duì)于電容而言,小型化和高容量是永恒不變的發(fā)展趨勢(shì)。其中,要數(shù)多層陶 瓷電容(mlcc)的發(fā)展最快。 多層陶瓷電容在便攜產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用極為廣泛,但近年來(lái)數(shù)字產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn) 步對(duì)其提出了新要求。例如,手機(jī)要求更高的傳輸速率和更高的性能;基帶處理 器要求高速度、低電壓;lcd 模塊要求低厚度(0.5mm)、大容量電容。 而汽 車環(huán)境的苛刻性對(duì)多層陶瓷電容更有特殊的要求:首先是耐高溫,放置于其中的 多層陶瓷電容必須能滿足150℃ 的工作溫度;其次是在電池電路上需要短路失 效保護(hù)設(shè)計(jì)。 也就是說(shuō),小型化、高速度和高性能、耐高溫條件、高可靠性已成為陶瓷電 容的關(guān)鍵特性。 陶瓷電容的容量隨直流偏置電壓的變化而變化。直流偏置電壓降低了介電常 數(shù), 因此需要從材料方面,降低介電常數(shù)對(duì)電壓的依賴,優(yōu)化直流偏置電壓特 性。 應(yīng)用中較為常見(jiàn)的是 x7r(x5r)類多層陶瓷電容, 它的容量主要集中在 1000pf 以上,該類電容器主要性能指標(biāo)是等效串聯(lián)電阻(esr),在高波紋電 流的電源去耦、濾波及低頻信號(hào)耦合電路的低功耗表現(xiàn)比較突出。 另一類多層陶瓷電容是 c0g 類,它的容量多在 1000pf 以下, 該類電容 器主要性能指標(biāo)是損耗角正切值 tgδ(df)。傳統(tǒng)的貴金屬電極(nme)的 c0g 產(chǎn)品 df 值范圍是 (2.0 ~ 8.0) × 10-4,而技術(shù)創(chuàng)新型賤金屬電極(bme)的 c0g 產(chǎn)品 df 值范圍為 (1.0 ~ 2.5) × 10-4, 約是前者的 31 ~ 50%。 該 類產(chǎn)品在載有 t/r 模塊電路的 gsm、cdma、無(wú)繩電話、藍(lán)牙、gps 系統(tǒng)中 低功耗特性較為顯著。較多用于各種高頻電路,如振蕩/同步器、定時(shí)器電路等。 話說(shuō)電容之五:鉭電容替代電解電容的誤區(qū) 通常的看法是鉭電容性能比鋁電容好,因?yàn)殂g電容的介質(zhì)為陽(yáng)極氧化后生成 的五氧化二鉭,它的介電能力(通常用ε 表示)比鋁電容的三氧化二鋁介質(zhì)要高。 因此在同樣容量的情況下,鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。(電解電容的電 容量取決于介質(zhì)的介電能力和體積,在容量一定的情況下,介電能力越高,體積 就可以做得越小,反之,體積就需要做得越大)再加上鉭的性質(zhì)比較穩(wěn)定,所以 通常認(rèn)為鉭電容性能比鋁電容好。 但這種憑陽(yáng)極判斷電容性能的方法已經(jīng)過(guò)時(shí)了,目前決定電解電容性能的關(guān) 鍵并不在于陽(yáng)極,而在于電解質(zhì),也就是陰極。因?yàn)椴煌年帢O和不同的陽(yáng)極可 以組合成不同種類的電解電容,其性能也大不相同。采用同一種陽(yáng)極的電容由于 電解質(zhì)的不同,性能可以差距很大,總之陽(yáng)極對(duì)于電容性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陰極。 還有一種看法是認(rèn)為鉭電容比鋁電容性能好,主要是由于鉭加上二氧化錳陰 極助威后才有明顯好于鋁電解液電容的表現(xiàn)。如果把鋁電解液電容的陰極更換為 二氧化錳, 那么它的性能其實(shí)也能提升不少。 可以肯定,esr 是衡量一個(gè)電容特性的主要參數(shù)之一。 但是,選擇電容, 應(yīng)避免 esr 越低越好,品質(zhì)越高越好等誤區(qū)。衡量一個(gè)產(chǎn)品,一定要全方位、 多角度的去考慮,切不可把電容的作用有意無(wú)意的夸大。 ---以上引用了部分網(wǎng)友的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 普通電解電容的結(jié)構(gòu)是陽(yáng)極和陰極和電解質(zhì),陽(yáng)極是鈍化鋁,陰極是純鋁, 所以關(guān)鍵是在陽(yáng)極和電解質(zhì)。陽(yáng)極的好壞關(guān)系著耐壓電介系數(shù)等問(wèn)題。 一般來(lái)說(shuō),鉭電解電容的esr 要比同等容量同等耐壓的鋁電解電容小很多, 高頻性能更好。如果那個(gè)電容是用在濾波器電路(比如中心為50hz 的帶通濾波 器)的話,要注意容量變化后對(duì)濾波器性能(通帶...)的影響。 話說(shuō)電容之六:旁路電容的應(yīng)用問(wèn)題 嵌入式設(shè)計(jì)中,要求 mcu 從耗電量很大的處理密集型工作模式進(jìn)入耗電量 很少的空閑/休眠模式。這些轉(zhuǎn)換很容易引起線路損耗的急劇增加,增加的速率 很高,達(dá)到 20a/ms 甚至更快。通常采用旁路電容來(lái)解決穩(wěn)壓器無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)中高速器件引起的負(fù)載變化,以確保電源輸出的穩(wěn)定性及良好的瞬態(tài)響應(yīng)。旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)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(guò)大而導(dǎo)致 的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過(guò)大電流毛刺時(shí)的電壓降。 應(yīng)該明白,大容量和小容量的旁路電容都可能是必需的,有的甚至是多個(gè)陶 瓷電容和鉭電容。這樣的組合能夠解決上述負(fù)載電流或許為階梯變化所帶來(lái)的問(wèn) 題,而且還能提供足夠的去耦以抑制電壓和電流毛刺。在負(fù)載變化非常劇烈的情 況下,則需要三個(gè)或更多不同容量的電容,以保證在穩(wěn)壓器穩(wěn)壓前提供足夠的電 流??焖俚乃矐B(tài)過(guò)程由高頻小容量電容來(lái)抑制,中速的瞬態(tài)過(guò)程由低頻大容量來(lái) 抑制,剩下則交給穩(wěn)壓器完成了。 還應(yīng)記住一點(diǎn),穩(wěn)壓器也要求電容盡量靠近電壓輸出端。 話說(shuō)電容之七:電容的等效串聯(lián)電阻esr 普遍的觀點(diǎn)是:一個(gè)等效串聯(lián)電阻(esr)很小的相對(duì)較大容量的外部電容 能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時(shí)的峰值(紋波)電流。但是,有時(shí)這樣的選擇容易引起 穩(wěn)壓器(特別是線性穩(wěn)壓器 ldo)的不穩(wěn)定,所以必須合理選擇小容量和大容 量電容的容值。永遠(yuǎn)記住,穩(wěn)壓器就是一個(gè)放大器,放大器可能出現(xiàn)的各種情況 它都會(huì)出現(xiàn)。 由于 dc/dc 轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)速度相對(duì)較慢,輸出去耦電容在負(fù)載階躍的初始 階段起主導(dǎo)的作用,因此需要額外大容量的電容來(lái)減緩相對(duì)于 dc/dc 轉(zhuǎn)換器 的快速轉(zhuǎn)換,同時(shí)用高頻電容減緩相對(duì)于大電容的快速變換。通常,大容量電容 的等效串聯(lián)電阻應(yīng)該選擇為合適的值,以便使輸出電壓的峰值和毛刺在器件的 dasheet 規(guī)定之內(nèi)。 高頻轉(zhuǎn)換中,小容量電容在 0.01µf 到0.1µf 量級(jí)就能很好滿足要求。表 貼陶瓷電容或者多層陶瓷電容(mlcc)具有更小的 esr。另外,在這些容值 下,它們的體積和 bom 成本都比較合理。如果局部低頻去耦不充分,則從低 頻向高頻轉(zhuǎn)換時(shí)將引起輸入電壓降低。電壓下降過(guò)程可能持續(xù)數(shù)毫秒,時(shí)間長(zhǎng)短 主要取決于穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)增益和提供較大負(fù)載電流的時(shí)間。 用 esr 大的電容并聯(lián)比用 esr 恰好那么低的單個(gè)電容當(dāng)然更具成本效 益。然而,這需要你在 pcb 面積、器件數(shù)目與成本之間尋求折衷。 話說(shuō)電容之八:電解電容的電參數(shù) 這里的電解電容器主要指鋁電解電容器,其基本的電參數(shù)包括下列五點(diǎn): 1、電容值 電解電容器的容值,取決于在交流電壓下工作時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗。因此容值, 也就是交流電容值,隨著工作頻率、電壓以及測(cè)量方法的變化而變化。在標(biāo)準(zhǔn) jisc 5102 規(guī)定:鋁電解電容的電容量的測(cè)量條件是在頻率為 120hz,最大交 流電壓為 0.5vrms,dc bias 電壓為1.5 ~ 2.0v 的條件下進(jìn)行??梢詳嘌裕?br>鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。 2、損耗角正切值 tan δ 在電容器的等效電路中,串聯(lián)等效電阻 esr 同容抗 1/ωc 之比稱之為 ta n δ, 這里的 esr 是在 120hz 下計(jì)算獲得的值。顯然,tan δ 隨著測(cè)量頻率 的增加而變大,隨測(cè)量溫度的下降而增大。 3、阻抗 z 在特定的頻率下,阻礙交流電流通過(guò)的電阻即為所謂的阻抗( z )。它與電 容等效電路中的電容值、電感值密切相關(guān),且與 esr 也有關(guān)系。 z = √ [esr2 + (xl - xc)2 ] 展峻的筆記 http://xabai. 9 式中,xc = 1 / ωc = 1 / 2πfc xl = ωl = 2πfl 電容的容抗(xc)在低頻率范圍內(nèi)隨著頻率的增加逐步減小,頻率繼續(xù)增加 達(dá)到中頻范圍時(shí)電抗(xl)降至 esr 的值。當(dāng)頻率達(dá)到高頻范圍時(shí)感抗(xl) 變?yōu)橹鲗?dǎo),所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。 4、漏電流 電容器的介質(zhì)對(duì)直流電流具有很大的阻礙作用。然而,由于鋁氧化膜介質(zhì)上 浸有電解液,在施加電壓時(shí),重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種很小 的稱之為漏電流的電流。通常,漏電流會(huì)隨著溫度和電壓的升高而增大。 5、紋波電流和紋波電壓 在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”,其實(shí)就是 ripple current,ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和 esr 之間的關(guān)系密切,可以用下面的式子表示: urms = irms × r 式中,vrms 表示紋波電壓 irms 表示紋波電流 r 表示電容的 esr 由上可見(jiàn),當(dāng)紋波電流增大的時(shí)候,即使在 esr 保持不變的情況下,漣波 電壓也會(huì)成倍提高。換言之,當(dāng)紋波電壓增大時(shí),紋波電流也隨之增大,這也是 要求電容具備更低 esr 值的原因。疊加入紋波電流后,由于電容內(nèi)部的等效串 連電阻(esr)引起發(fā)熱,從而影響到電容器的使用壽命。一般的,紋波電流與 頻率成正比,因此低頻時(shí)紋波電流也比較低。 話說(shuō)電容之九:電容器參數(shù)的基本公式 1、容量(法拉) 英制: c = ( 0.224 × k · a) / td 公制: c = ( 0.0884 × k · a) / td 2、電容器中存儲(chǔ)的能量 e = ½ cv2 3、電容器的線性充電量 i = c (dv/dt) 4、電容的總阻抗(歐姆) z = √ [ rs 2 + (xc – xl)2 ] 5、容性電抗(歐姆) xc = 1/(2πfc) 6、相位角 ф 理想電容器:超前當(dāng)前電壓 90º 理想電感器:滯后當(dāng)前電壓 90º 理想電阻器:與當(dāng)前電壓的相位相同 7、耗散系數(shù) (%) d.f. = tan δ (損耗角) = esr / xc = (2πfc)(esr) 8、品質(zhì)因素 q = cotan δ = 1/ df 9、等效串聯(lián)電阻esr(歐姆) esr = (df) xc = df/ 2πfc 10、功率消耗 power loss = (2πfcv2) (df) 11、功率因數(shù) pf = sin δ (loss angle) – cos ф (相位角) 12、均方根 rms = 0.707 × vp 13、千伏安kva (千瓦) kva = 2πfcv2 × 10-3 14、電容器的溫度系數(shù) t.c. = [ (ct – c25) / c25 (tt – 25) ] × 106 15、容量損耗(%) cd = [ (c1 – c2) / c1 ] × 100 16、陶瓷電容的可靠性 l0 / lt = (vt / v0) x (tt / t0)y 17、串聯(lián)時(shí)的容值 n 個(gè)電容串聯(lián):1/ct = 1/c1 + 1/c2 + …. + 1/cn 兩個(gè)電容串聯(lián):ct = c1 · c2 / (c1 + c2) 18、并聯(lián)時(shí)的容值 ct = c1 + c2 + …. + cn 19、重復(fù)次數(shù)(againg rate) a.r. = % ?c / decade of time 上述公式中的符號(hào)說(shuō)明如下: k = 介電常數(shù) a = 面積 td = 絕緣層厚度 v = 電壓 t = 時(shí)間 rs = 串聯(lián)電阻 f = 頻率 l = 電感感性系數(shù) δ = 損耗角 ф = 相位角 l0 = 使用壽命 lt = 試驗(yàn)壽命 vt = 測(cè)試電壓 v0 = 工作電壓 tt = 測(cè)試溫度 t0 = 工作溫度 x , y = 電壓與溫度的效應(yīng)指數(shù)。 話說(shuō)電容之十:電源輸入端的x,y 安全電容 在交流電源輸入端,一般需要增加三個(gè)電容來(lái)抑制emi 傳導(dǎo)干擾。 交流電源的輸入一般可分為三根線:火線(l)/零線(n)/地線(g)。在 火線和地線之間及在零線和地線之間并接的電容,一般稱之為y 電容。這兩個(gè)y 電容連接的位置比較關(guān)鍵,必須需要符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),以防引起電子設(shè)備漏電 或機(jī)殼帶電,容易危及人身安全及生命,所以它們都屬于安全電容,要求電容值 不能偏大,而耐壓必須較高。一般地,工作在亞熱帶的機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流 不能超過(guò)0.7ma;工作在溫帶機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流不能超過(guò)0.35ma。因此, y 電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^(guò)4700pf。 特別提示:y 電容為安全電容,必須取得安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。y 電容的耐 壓一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和ac250v 或ac275v 字樣,但其真正的直流耐壓 高達(dá)5000v 以上。因此,y 電容不能隨意使用標(biāo)稱耐壓ac250v,或dc400v 之類的普通電容來(lái)代用。 在火線和零線抑制之間并聯(lián)的電容,一般稱之為x 電容。由于這個(gè)電容連接 的位置也比較關(guān)鍵,同樣需要符合安全標(biāo)準(zhǔn)。因此,x 電容同樣也屬于安全電容 之一。x 電容的容值允許比y 電容大,但必須在x 電容的兩端并聯(lián)一個(gè)安全電 阻,用于防止電源線拔插時(shí),由于該電容的充放電過(guò)程而致電源線插頭長(zhǎng)時(shí)間帶 電。安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線被拔掉時(shí),在兩秒鐘內(nèi),電源 線插頭兩端帶電的電壓(或?qū)Φ仉娢?必須小于原來(lái)額定工作電壓的30%。 同理,x 電容也是安全電容,必須取得安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。x 電容的耐壓 一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和ac250v 或ac275v 字樣,但其真正的直流耐壓高 達(dá)2000v 以上,使用的時(shí)候不要隨意使用標(biāo)稱耐壓ac250v,或dc400v 之類 的的普通電容來(lái)代用。 x 電容一般都選用紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容,這種電容體積一般都 很大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應(yīng)較小。普通電容紋波電 流的指標(biāo)都很低,動(dòng)態(tài)內(nèi)阻較高。用普通電容代替x 電容,除了耐壓條件不能 滿足以外,一般紋波電流指標(biāo)也是難以滿足要求的。 實(shí)際上,僅僅依賴于y 電容和x 電容來(lái)完全濾除掉傳導(dǎo)干擾信號(hào)是不太可能 的。因?yàn)楦蓴_信號(hào)的頻譜非常寬,基本覆蓋了幾十khz 到幾百mhz,甚至上千 mhz 的頻率范圍。通常,對(duì)低端干擾信號(hào)的濾除需要很大容量的濾波電容,但 受到安全條件的限制,y 電容和x 電容的容量都不能用大;對(duì)高端干擾信號(hào)的濾 除,大容量電容的濾波性能又極差,特別是聚脂薄膜電容的高頻性能一般都比較 差,因?yàn)樗怯镁砝@工藝生產(chǎn)的,并且聚脂薄膜介質(zhì)高頻響應(yīng)特性與陶瓷或云母 相比相差很遠(yuǎn),一般聚脂薄膜介質(zhì)都具有吸附效應(yīng),它會(huì)降低電容器的工作頻率, 聚脂薄膜電容工作頻率范圍大約都在1mhz 左右,超過(guò)1mhz 其阻抗將顯著增 加。 因此,為抑制電子設(shè)備產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾,除了選用y 電容和x 電容之外,還 要同時(shí)選用多個(gè)類型的電感濾波器,組合起來(lái)一起濾除干擾。電感濾波器多屬于 低通濾波器,但電感濾波器也有很多規(guī)格類型,例如有:差模、共模,以及高頻、 低頻等。每種電感主要都是針對(duì)某一小段頻率的干擾信號(hào)濾除而起作用,對(duì)其它 頻率的干擾信號(hào)的濾除效果不大。通常,電感量很大的電感,其線圈匝數(shù)較多, 那么電感的分布電容也很大。高頻干擾信號(hào)將通過(guò)分布電容旁路掉。而且,導(dǎo)磁 率很高的磁芯,其工作頻率則較低。目前,大量使用的電感濾波器磁芯的工作頻 率大多數(shù)都在75mhz 以下。對(duì)于工作頻率要求比較高的場(chǎng)合,必須選用高頻環(huán) 形磁芯,高頻環(huán)形磁芯導(dǎo)磁率一般都不高,但漏感特別小,比如,非晶合金磁芯, 坡莫合金等。 |
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