電容器是實(shí)現(xiàn)電源的寬范圍電壓和電流組合的最關(guān)鍵的無(wú)源元件之一。盡管每種電容器都能儲(chǔ)存電能,但對(duì)于特定的應(yīng)用來(lái)說(shuō),電介質(zhì)技術(shù)在電容器的選擇中起著重要的作用。
電容器在電路中的作用:具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性,廣泛應(yīng)用在耦合、隔直、旁路、濾波、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換和自動(dòng)控制等。
1、濾波電容:它接在直流電壓的正負(fù)極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑,通常采用大容量的電解電容,也可以在電路中同時(shí)并接其它類(lèi)型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2、退耦電容:并接于放大電路的電源正負(fù)極之間,防止由電源內(nèi)阻形成的正反饋而引起的寄生振蕩。
3、旁路電容:在交直流信號(hào)的電路中,將電容并接在電阻兩端或由電路的某點(diǎn)跨接到公共電位上,為交流信號(hào)或脈沖信號(hào)設(shè)置一條通路,避免交流信號(hào)成分因通過(guò)電阻產(chǎn)生壓降衰減。
4、耦合電容:在交流信號(hào)處理電路中,用于連接信號(hào)源和信號(hào)處理電路或者作為兩放大器的級(jí)間連接,用于隔斷直流,讓交流信號(hào)或脈沖信號(hào)通過(guò),使前后級(jí)放大電路的直流工作點(diǎn)互不影響。
5、調(diào)諧電容:連接在諧振電路的振蕩線(xiàn)圈兩端,起到選擇振蕩頻率的作用。
6、襯墊電容:與諧振電路主電容串聯(lián)的輔助性電容,調(diào)整它可使振蕩信號(hào)頻率范圍變小,并能顯著地提高低頻端的振蕩頻率。
7、補(bǔ)償電容:與諧振電路主電容并聯(lián)的輔助性電容,調(diào)整該電容能使振蕩信號(hào)頻率范圍擴(kuò)大。
8、中和電容:并接在三極管放大器的基極與發(fā)射極之間,構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),以抑制三極管極間電容造成的自激振蕩。
9、穩(wěn)頻電容:在振蕩電路中,起穩(wěn)定振蕩頻率的作用。
10、定時(shí)電容:在RC時(shí)間常數(shù)電路中與電阻R串聯(lián),共同決定充放電時(shí)間長(zhǎng)短的電容。
11、加速電容:接在振蕩器反饋電路中,使正反饋過(guò)程加速,提高振蕩信號(hào)的幅度。
12、縮短電容:在UHF高頻頭電路中,為了縮短振蕩電感器長(zhǎng)度而串聯(lián)的電容。
13、克拉波電容:在電容三點(diǎn)式振蕩電路中,與電感振蕩線(xiàn)圈串聯(lián)的電容,起到消除晶體管結(jié)電容對(duì)頻率穩(wěn)定性影響的作用。
14、錫拉電容:在電容三點(diǎn)式振蕩電路中,與電感振蕩線(xiàn)圈兩端并聯(lián)的電容,起到消除晶體管結(jié)電容的影響,使振蕩器在高頻端容易起振。
15、穩(wěn)幅電容:在鑒頻器中,用于穩(wěn)定輸出信號(hào)的幅度。
16、預(yù)加重電容:為了避免音頻調(diào)制信號(hào)在處理過(guò)程中造成對(duì)分頻量衰減和丟失,而設(shè)置的RC高頻分量提升網(wǎng)絡(luò)電容。
17、去加重電容:為了恢復(fù)原伴音信號(hào),要求對(duì)音頻信號(hào)中經(jīng)預(yù)加重所提升的高頻分量和噪聲一起衰減掉,設(shè)置RC在網(wǎng)絡(luò)中的電容。
18、移相電容:用于改變交流信號(hào)相位的電容。
19、反饋電容:跨接于放大器的輸入與輸出端之間,使輸出信號(hào)回輸?shù)捷斎攵说碾娙荨?/p>
20、降壓限流電容:串聯(lián)在交流回路中,利用電容對(duì)交流電的容抗特性,對(duì)交流電進(jìn)行限流,從而構(gòu)成分壓電路。
21、逆程電容:用于行掃描輸出電路,并接在行輸出管的集電極與發(fā)射極之間,以產(chǎn)生高壓行掃描鋸齒波逆程脈沖,其耐壓一般在1500伏以上。
22、S校正電容:串接在偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈回路中,用于校正顯象管邊緣的延伸線(xiàn)性失真。
23、自舉升壓電容:利用電容器的充、放電儲(chǔ)能特性提升電路某點(diǎn)的電位,使該點(diǎn)電位達(dá)到供電端電壓值的2倍。
24、消亮點(diǎn)電容:設(shè)置在視放電路中,用于關(guān)機(jī)時(shí)消除顯象管上殘余亮點(diǎn)的電容。
25、軟啟動(dòng)電容:一般接在開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管基極上,防止在開(kāi)啟電源時(shí),過(guò)大的浪涌電流或過(guò)高的峰值電壓加到開(kāi)關(guān)管基極上,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管損壞。
26、啟動(dòng)電容:串接在單相電動(dòng)機(jī)的副繞組上,為電動(dòng)機(jī)提供啟動(dòng)移相交流電壓,在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后與副繞組斷開(kāi)。
27、運(yùn)轉(zhuǎn)電容:與單相電動(dòng)機(jī)的副繞組串聯(lián),為電動(dòng)機(jī)副繞組提供移相交流電流。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),與副繞組保持串接。
電容器在電源中最重要的應(yīng)用是在存儲(chǔ)能量、浪涌電壓保護(hù)、EMI抑制和控制電路等方面。
一: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(xiàn)傳送至電源的輸出端。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。
電容的儲(chǔ)電量和電壓平方成正比,。所以均衡功率輸出的時(shí)候,放電曲線(xiàn)會(huì)是這樣子。前一階段電壓下降比較慢,后面逐漸加速越來(lái)越快,直到降低到某個(gè)不可用的電壓
之下。這個(gè)曲線(xiàn)確實(shí)沒(méi)有電池放電曲線(xiàn)平緩
不過(guò)非常成熟的DC-DC電路早就解決了這個(gè)問(wèn)題。比如TI的芯片BQ25504,在輸入電壓為80mV到3V之間的時(shí)候,能產(chǎn)生3V恒定的直流輸出。
二:浪涌電壓保護(hù)
開(kāi)關(guān)頻率很高的現(xiàn)代功率半導(dǎo)體器件易受潛在的損害性電壓尖峰脈沖的影響。跨接在功率半導(dǎo)體器件兩端的浪涌電壓保護(hù)電容器(如EPCOSB32620-J或B32651..56)通過(guò)吸收電壓脈沖限制了峰值電壓,從而對(duì)半導(dǎo)體器件起到了保護(hù)作用,使得浪涌電壓保護(hù)電容器成為功率元件庫(kù)中的重要一員。
三:EMI/RFI抑制
這些電容器連接在電源的輸入端,以減輕由半導(dǎo)體所產(chǎn)生的電磁或無(wú)線(xiàn)電干擾。由于直接與主輸入線(xiàn)相連,這些電容器易遭受到破壞性的過(guò)壓和瞬態(tài)電壓。因此,世界上各個(gè)地區(qū)都推出了不同的安全標(biāo)準(zhǔn),包括歐洲的EN132400,美國(guó)的UL1414和1283以及加拿大的CSAC22.2NO.0,1和8。
根據(jù)所能承受的浪涌電壓的峰值,對(duì)X和Y電容器還有更細(xì)的分類(lèi)。例如:一個(gè)電容值高達(dá)1ΜF(xiàn)的X2電容器的額定峰值浪涌電壓為2.5KV,而電容值相近的X1電容器,其額定峰值浪涌電壓則為4KV。應(yīng)根據(jù)負(fù)載斷電期間的峰值電壓來(lái)選擇合適的干擾抑制電容器的級(jí)別。在惡劣的環(huán)境下使用的電源,通常選用高溫元件。工業(yè)或?qū)I(yè)用電源,可選擇低ESR元件,如EPCOSB45294系列,在要求較高的總體可靠性時(shí),是不錯(cuò)的選擇。
為了對(duì)裝配的自動(dòng)化、外型尺寸的壓縮、裝配成本的下降以及由此帶來(lái)的生產(chǎn)率的提高等加以利用,大多數(shù)設(shè)計(jì)師試圖沿用控制電路中所采用的SMD電容器技術(shù)。但是,選用混合技術(shù)以充分利用某些引線(xiàn)元件所具有的低得多的成本這一優(yōu)勢(shì)的工程師也不在少數(shù)。
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電容器是實(shí)現(xiàn)電源的寬范圍電壓和電流組合的最關(guān)鍵的無(wú)源元件之一,電容器在電源中最重要的應(yīng)用是在存儲(chǔ)能量;浪涌電壓保護(hù);EMI抑制和控制電路等方面。