电容 电容通常是电路中使用最多的元件,目前常用的有MLCC多层陶瓷电容以及Solid TAN 电容。 2.1电容的指标 耐压指标额定电压rated voltage UR 允许的加到电容两端的最大持续直流电压。常说的电容耐压指的就是这个数据。电容的结构,材料,体积(绝缘层的厚度)决定其耐压值。反向电压reverse voltage对于有极性电容 polar capacitor ,要求两端电压方向不能变反.通常的极性电容都能容忍偶尔的短时间的反向电压,长时间加上较大反向电压可能导致破坏性后果。即便不发生破坏性后果,也会导致容量变小,损耗增大。 容值 AC Capacitance 利用测试用正弦波测试电容AC阻抗得到的容值。有120HZ 和1KHZ 两个标准。测试电压<0.5Vrms,DC bias 在2v 左右。(有较为通用的业界标准) DC capacitance 利用充放电和RC定时电路得到的容值。通常情况下DC capacitance要比ACcapacitance 大一些,在耐压低的电容上差别还要明显。电容上标称的电容为额定值,一般是指AC capacitance,而且是在一定的测试方法下测得的,测试条件变化,将得到不同的容值。 Temperature dependence 电容温度变化时,容值也将发生变化。一般标称值是指室温下的容值。温度升高,容值增大,低耐压和大电容受温度的影响要严重一些。 Frequency dependence 电容容值受到工作频率的影响,当频率升高时,由于受杂散电阻和杂散电感的影响,阻抗下降没有那么快。这直接导致了测量的AC cap(等效的容值)变小。下图为某电容的测试情况。 Dissipation factor tanδ损耗因素(损耗正切) 其是电容的等效串联电阻ESR 与其容性电抗的比值,或者说是其消耗的power(有功)与其反射的power(无功)的比值。该值反映了电容的能量损耗,因为纯电容是不消耗能量的。工作频率高时,介质损耗增大。不同介质材料相对温度的损耗特性复杂一些。一般,温度升高,介质损耗增大。而对于通常材料的TAN,NB,在常温下,损耗最小.温度升高,降低都会导致损耗增大.电容的损耗因素与电感的Q 值相当,都反映了其的品质. Impendence: ESR: dielectric losses 和引线封装引起的,受频率,温度影响。通常来讲f 升高,ESR 降低,但此时损耗还是增加的。温度升高时,ESR 也是降低的。ESL:封装引线引起的,受频率影响,基本不受温度影响。
上图为某电容的典型阻抗特性,其经历了如下几个阶段。
Ripple current 允许通过电容的交流电流的RMS值(均方根值),可能是纹波或周期的工作电压引起的。依据损耗因素的定义,电容本身需要消耗一定的能量。这将引起电容自身温度上升,如果受到电容体积和layout 的限制,导致散热不良,将影响电容的寿命和性能。当环境温度较高时,允许的纹波电流应该更小。电容手册中给出了纹波电流的指标,但是温度和频率变化时,其允许的纹波电流也是变化的。纹波电流产生的热量是影响电容寿命的主要因素,因此在纹波电流较大的场合,应该尽可能的选择较大的耐压和容值的电容。
2.2电容的常识 2.2.1.电容的标称值 通常使用的E12 code,这点类似于电阻的命名. 2.2.2电容的封装,精度,耐压 同电阻的封装命名 CASE M1608 CASE P2012 CASE A3216 CASE B3528 CASE C6032 CASE D7343 精度: K+-10% M+-20% 耐压: 0J6.3V 1A10V 1C16 |