超详细的电容知识大全！超详细的电容知识大全！ABC可能会感兴趣百家号电容的工作原理及电容的选择应用？什么是电容？电容的单位是什么？本文将详细为您解答！一. 电容的作用作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述：1）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。2）去藕去藕，又称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越小低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000μF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。 电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000μF 之间的铝电解电容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：1）耦合举个例子来讲，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合， 这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端并联一个电容， 由于适当容量的电容器对交流信号 较小的阻抗，这样就减小了电阻产生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。2）振荡/同步包括RC、LC 振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。3）时间常数这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时，电容（C）上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻（R）、电容（C）的特性通过下面的公式描述：i = （V / R）e - （t / CR）二. 电容的选择通常，应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢？笔者认为，应基于以 下几点考虑：1、静电容量；2、额定耐压；3、容值误差；4、直流偏压下的电容变化量；5、噪声等级；6、电容的类型；7、电容的规格。那么，是否有捷径可寻呢？其实，电容作为器件的外围元件，几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions，都比较明确地指明了外围元件的选择参数，也就是说，据此可以获得基本的器件选择要求，然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装，具体要看产品所使用环境，特殊的电路必须用特殊的电容。下面是 chip capacitor 根据电介质的介电常数分类， 介电常数直接影响电路的稳定性。NP0 or CH （K 《 150）： 电气性能最稳定，基本上不随温度﹑电压与时间的改变而改变，适用于对稳定性要求高的高频电路。鉴于K 值较小，所以在、0805 封装下很难有大容量的电容。如 0603 一般最大的 10nF以下。X7R or YB （2000 《 K 《 4000）： 电气性能较稳定，在温度﹑电压与时间改变时性能的变化并不显著（ΔC《±10%）。适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路。Y5V or YF（K 》 15000）： 容量稳定性较 X7R 差（ΔC《 +20% ～ -80%），容量﹑损耗对温度、电压等测试条件较敏感，但由于其K 值较大，所以适用于一些容值要求较高的场合。三. 电容的分类电容的分类方式及种类很多，基于电容的材料特性，其可分为以下几大类：1、铝电解电容电容容量范围为0.1μF ～ 22000μF，高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选，广泛应用于电源滤波、解藕等场合。2、薄膜电容电容容量范围为0.1pF ～ 10μF，具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应，因此是X、Y 安全电容、EMI/EMC 的首选。3、钽电容电容容量范围为2.2μF ～ 560μF，低等效串联电阻（ESR）、低等效串联 电感（ESL）。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容，是高稳定电源的理想选择。4、陶瓷电容电容容量范围为0.5pF ～ 100μF，独特的材料和薄膜技术的结晶，迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。5、超级电容电容容量范围为0.022F ～ 70F，极高的容值，因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。主要特点是：超高容值、良好的充/放电特性，适合于电能存储 和电源备份。缺点是耐压较低，工作温度范围较窄。四. 多层陶瓷电容（MLCC）对于电容而言，小型化和高容量是永恒不变的发展趋势。其中，要数多层陶瓷电容（MLCC）的发展最快。多层陶瓷电容在便携产品中广泛应用极为广泛，但近年来数字产品的技术进步对其提出了新要求。例如，手机要求更高的传输速率和更高的性能；基带处理器要求高速度、低电压；LCD 模块要求低厚度（0.5mm）、大容量电容。 而汽车环境的苛刻性对多层陶瓷电容更有特殊的要求：首先是耐高温，放置于其中的多层陶瓷电容必须能满足150℃ 的工作温度；其次是在电池电路上需要短路失效保护设计。也就是说，小型化、高速度和高性能、耐高温条件、高可靠性已成为陶瓷电容的关键特性。陶瓷电容的容量随直流偏置电压的变化而变化。直流偏置电压降低了介电常数， 因此需要从材料方面，降低介电常数对电压的依赖，优化直流偏置电压特性。应用中较为常见的是 X7R（X5R）类多层陶瓷电容， 它的容量主要集中在1000pF 以上，该类电容器主要性能指标是等效串联电阻（ESR），在高波纹电 流的电源去耦、滤波及低频信号耦合电路的低功耗表现比较突出。另一类多层陶瓷电容是 C0G 类，它的容量多在 1000pF 以下， 该类电容器主要性能指标是损耗角正切值 tgδ（DF）。传统的贵金属电极（NME）的 C0G 产品 DF 值范围是 （2.0 ～ 8.0） × 10-4，而技术创新型贱金属电极（BME）的C0G 产品 DF 值范围为 （1.0 ～ 2.5） × 10-4， 约是前者的 31 ～ 50%。 该 类产品在载有 T/R 模块电路的 GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS 系统中低功耗特性较为显著。较多用于各种高频电路，如振荡/同步器、定时器电路等。五. 钽电容替代电解电容的误区通常的看法是钽电容性能比铝电容好，因为钽电容的介质为阳极氧化后生成 的五氧化二钽，它的介电能力（通常用ε 表示）比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。（电解电容的电 容量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下，介电能力越高，体积 就可以做得越小，反之，体积就需要做得越大）再加上钽的性质比较稳定，所以 通常认为钽电容性能比铝电容好。但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了，目前决定电解电容性能的关 键并不在于阳极，而在于电解质，也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可 以组合成不同种类的电解电容，其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于 电解质的不同，性能可以差距很大，总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。 还有一种看法是认为钽电容比铝电容性能好，主要是由于钽加上二氧化锰阴 极助威后才有明显好于铝电解液电容的表现。如果把铝电解液电容的阴极更换为 二氧化锰， 那么它的性能其实也能提升不少。可以肯定，ESR 是衡量一个电容特性的主要参数之一。 但是，选择电容，应避免 ESR 越低越好，品质越高越好等误区。衡量一个产品，一定要全方位、 多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大。——以上引用了部分网友的经验总结。普通电解电容的结构是阳极和阴极和电解质，阳极是钝化铝，阴极是纯铝， 所以关键是在阳极和电解质。阳极的好坏关系着耐压电介系数等问题。一般来说，钽电解电容的ESR 要比同等容量同等耐压的铝电解电容小很多， 高频性能更好。如果那个电容是用在滤波器电路（比如中心为50Hz 的带通滤波益。然而，这需要你在PCB 面积、器件数目与成本之间寻求折衷。六. 电解电容的电参数这里的电解电容器主要指铝电解电容器，其基本的电参数包括下列五点：1、电容值电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此容值， 也就是交流电容值，随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。在标准 JISC 5102 规定：铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为 120Hz，最大交 流电压为 0.5Vrms，DC bias 电压为1.5 ～ 2.0V 的条件下进行。可以断言， 铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。2、损耗角正切值 Tan δ在电容器的等效电路中，串联等效电阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比称之为 Tan δ， 这里的 ESR 是在 120Hz 下计算获得的值。显然，Tan δ 随着测量频率 的增加而变大，随测量温度的下降而增大。3、阻抗 Z在特定的频率下，阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗（Z）。它与电 容等效电路中的电容值、电感值密切相关，且与 ESR 也有关系。Z = √［ESR2 + （XL - XC）2 ］式中，XC = 1 / ωC = 1 / 2πfCXL = ωL = 2πfL电容的容抗（XC）在低频率范围内随着频率的增加逐步减小，频率继续增加 达到中频范围时电抗（XL）降至 ESR 的值。当频率达到高频范围时感抗（XL） 变为主导，所以阻抗是随着频率的增加而增加。4、漏电流电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而，由于铝氧化膜介质上 浸有电解液，在施加电压时，重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小 的称之为漏电流的电流。通常，漏电流会随着温度和电压的升高而增大。5、纹波电流和纹波电压在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”，其实就是 ripple current，ripple voltage。 含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。 它们和ESR 之间的关系密切，可以用下面的式子表示：Urms = Irms × R式中，Vrms 表示纹波电压Irms 表示纹波电流R 表示电容的 ESR由上可见，当纹波电流增大的时候，即使在 ESR 保持不变的情况下，涟波电压也会成倍提高。换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻（ESR）引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与 频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。七. 电容器参数的基本公式1、容量（法拉）英制： C = （ 0.224 × K · A） / TD公制： C = （ 0.0884 × K · A） / TD2、电容器中存储的能量E = 1/2 CV23、电容器的线性充电量I = C （dV/dt）4、电容的总阻抗（欧姆）Z = √［ RS2 + （XC – XL）2 ］5、容性电抗（欧姆）XC = 1/（2πfC）6、相位角 Ф理想电容器：超前当前电压 90o理想电感器：滞后当前电压 90o理想电阻器：与当前电压的相位相同7、耗散系数 （%）D.F. = tan δ （损耗角）= ESR / XC=（2πfC）（ESR）8、品质因素Q = cotan δ = 1/ DF9、等效串联电阻ESR（欧姆）ESR = （DF） XC = DF/ 2πfC10、功率消耗Power Loss = （2πfCV2） （DF）11、功率因数PF = sin δ（loss angle） – cos Ф （相位角）12、均方根rms = 0.707 × Vp13、千伏安KVA （千瓦）KVA = 2πfCV2 × 10-314、电容器的温度系数T.C. = ［（Ct – C25） / C25 （Tt – 25） ］× 10615、容量损耗（%）CD = ［（C1 – C2） / C1 ］× 10016、陶瓷电容的可靠性L0 / Lt = （Vt / V0） X （Tt / T0）Y17、串联时的容值n 个电容串联：1/CT = 1/C1 + 1/C2 + ，，。 + 1/Cn两个电容串联：CT = C1 · C2 / （C1 + C2）18、并联时的容值CT = C1 + C2 + ，，。 + Cn19、重复次数（Againg Rate）A.R. = % △C / decade of time上述公式中的符号说明如下：K = 介电常数A = 面积TD = 绝缘层厚度V = 电压t = 时间RS = 串联电阻f = 频率L = 电感感性系数δ = 损耗角Ф = 相位角L0 = 使用寿命Lt = 试验寿命Vt = 测试电压V0 = 工作电压Tt = 测试温度T0 = 工作温度X， Y = 电压与温度的效应指数。八. 电源输入端的X，Y 安全电容在交流电源输入端，一般需要增加三个电容来抑制EMI 传导干扰。交流电源的输入一般可分为三根线：火线（L）/零线（N）/地线（G）。在火线和地线之间及在零线和地线之间并接的电容，一般称之为Y 电容。这两个Y电容连接的位置比较关键，必须需要符合相关安全标准，以防引起电子设备漏电或机壳带电，容易危及人身安全及生命，所以它们都属于安全电容，要求电容值不能偏大，而耐压必须较高。一般地，工作在亚热带的机器，要求对地漏电电流不能超0.7mA；工作在温带机器，要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此，Y 电容的总容量一般都不能超过4700pF。特别提示：Y 电容为安全电容，必须取得安全检测机构的认证。Y 电容的耐压一般都标有安全认证标志和AC250V 或AC275V 字样，但其真正的直流耐压高达5000V 以上。因此，Y 电容不能随意使用标称耐压AC250V，或DC400V之类的普通电容来代用。在火线和零线抑制之间并联的电容，一般称之为X 电容。由于这个电容连接的位置也比较关键，同样需要符合安全标准。因此，X 电容同样也属于安全电容之一。X 电容的容值允许比Y 电容大，但必须在X 电容的两端并联一个安全电阻，用于防止电源线拔插时，由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。安全标准规定，当正在工作之中的机器电源线被拔掉时，在两秒钟内，电源线插头两端带电的电压（或对地电位）必须小于原来额定工作电压的30%。同理，X 电容也是安全电容，必须取得安全检测机构的认证。X 电容的耐压一般都标有安全认证标志和AC250V 或AC275V 字样，但其真正的直流耐压高达2000V 以上，使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V，或DC400V 之类的普通电容来代用。X 电容一般都选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容，这种电容体积一般都很大，但其允许瞬间充放电的电流也很大，而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低，动态内阻较高。用普通电容代替X 电容，除了耐压条件不能 满足以外，一般纹波电流指标也是难以满足要求的。实际上，仅仅依赖于Y 电容和X 电容来完全滤除掉传导干扰信号是不太可能的。因为干扰信号的频谱非常宽，基本覆盖了几十KHz 到几百MHz，甚至上千MHz 的频率范围。通常，对低端干扰信号的滤除需要很大容量的滤波电容，但受到安全条件的限制，Y 电容和X 电容的容量都不能用大；对高端干扰信号的滤除，大容量电容的滤波性能又极差，特别是聚脂薄膜电容的高频性能一般都比较差，因为它是用卷绕工艺生产的，并且聚脂薄膜介质高频响应特性与陶瓷或云母相比相差很远，一般聚脂薄膜介质都具有吸附效应，它会降低电容器的工作频率，聚脂薄膜电容工作频率范围大约都在1MHz 左右，超过1MHz 其阻抗将显著增加。 因此，为抑制电子设备产生的传导干扰，除了选用Y 电容和X 电容之外，还要同时选用多个类型的电感滤波器，组合起来一起滤除干扰。电感滤波器多属于低通滤波器，但电感滤波器也有很多规格类型，例如有：差模、共模，以及高频、低频等。每种电感主要都是针对某一小段频率的干扰信号滤除而起作用，对其它频率的干扰信号的滤除效果不大。通常，电感量很大的电感，其线圈匝数较多，那么电感的分布电容也很大。高频干扰信号将通过分布电容旁路掉。而且，导磁率很高的磁芯，其工作频率则较低。目前，大量使用的电感滤波器磁芯的工作频率大多数都在75MHz 以下。对于工作频率要求比较高的场合，必须选用高频环形磁芯，高频环形磁芯导磁率一般都不高，但漏感特别小，比如，非晶合金磁芯，坡莫合金等。「关于」立创商城（WWW.SZLCSC.COM）是中国在线订单成交量最大的一站式电子元器件采购自营商城，自建6000多平米现代化元器件仓库，现货库存超35000种。本文由立创商城整合，版权归原创者所有。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。ABC可能会感兴趣百家号最近更新：简介:有一种知识使人谦卑作者最新文章相关文章为什么电容和电感串接就会是振荡，高手请讲解_百度知道
为什么电容和电感串接就会是振荡，高手请讲解
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为什么电容和电感串接就会是振荡，高手请讲解
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不仅仅是串接就是震荡，还有并联谐振，通常谐振电路有简单谐振电路和复合谐振电路。简单的谐振电路是指仅由电感，电容和损耗电阻组成的电路。谐振电路在外加交流电源的作用下就会激起震荡，每个振荡电路都有自己固有的频率，，当外加交流电源的频率等于电路固有的频率时，震荡幅度达到最大值，这个现象就叫谐振一般串联谐振就叫做电压谐振，并联谐振叫做电流谐振
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电容和线圈接通后，电容开始放电，由于线圈自感作用，放电电流不能立即达到最大值，而是慢慢增大，到放电完毕，又由于线圈自感，电流不能立即减小为零，逐渐减小，电容器上电荷又达到最大，这样不停的充电和放电，电路中就出现了振荡电路，就这些了。
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LC电路有一谐振频率，没有能量时不会振荡。
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简单地说是电容对电感放电!而电感因自感电势又对电容充电!电路里就有了振荡电流!若无能量补充,此振荡会衰减消失!若有能量补充,则振荡就可维持不断!
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1lRLCUiffUiUifRU0I=fIRLC2
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3R200C=0.1ufDM-441B的Ui=1V
DM-441BRUOfoU0UC0UL01
表1：RLC串联电路谐振点状态测试记录
2、测定电流谐振曲线。在谐振点两侧，应先测出 和
相应的U0值，然后逐点测出不同频率下U0值，记录在表2中
表2：RLC串联电路电流谐振曲线测试记录
3、取R=1KΩ，重复步骤1、2的测量。
1L=30mHC=0.1uFRQ
3UC0UL0UC0UL0“”CLLC
1KHz~10KHz
10KHz~20KHz
20KHz~50KHz
1KHz~10KHz
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20KHz~50KHz
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