| 在電路設計過程中，要用電容來進行濾波。有時要用電解電容，有時要陶瓷電容。有時兩種均要用到。我想問一下：用電解電容的作用是什么？用普通陶瓷電容的作用是什么？如何計算其容量的大小？對于電解電容的耐壓又該如何選擇確定？ 哪些情況用電解電容，哪些情況下用陶瓷電容，哪些情況下兩種均要用？ 在老版的模擬電子書上有提到，有個專門的公式去計算電容值的大小，不過有些IC之類的如何匹配電容在它的Datasheet里有規定，希望能幫上你。 電解電容與陶瓷電容一般用在IC的電源與地之間，起濾波作用，陶瓷電容單獨使用去耦作用，它的使用一般在IC中會有說明，其電解值的大小與IC所需電流大小有關，陶瓷取0.01uf。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟如果我要用別的電容替代某個電容的時候，是必須容量和耐壓值都要滿足嗎？有的時候，發現很難兩全其美。這時候能不能舍棄其中之一呢？ 濾波電容范圍太廣了，這里簡單說說電源旁路（去藕）電容。濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對局部電源來說就是要起到瞬態供電的作用。為什么要加電容來供電呢？是因為器件對電流的需求隨著驅動的需求快速變化（比如DDR controller），而在高頻的范圍內討論，電路的分布參數都要進行考慮。由于分布電感的存在，阻礙了電流的劇烈變化，使得在芯片電源腳上電壓降低－－也就是形成了噪聲。而且，現在的反饋式電源都有一個反應時間－－也就是要等到電壓波動發生了一段時間（通常是ms或者us級）才會做出調整，對于ns級的電流需求變化來說，這種延遲，也形成了實際的噪聲。所以，電容的作用就是要提供一個低感抗（阻抗）的路線，滿足電流需求的快速變化。 基于以上的理論，計算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計算。選擇電容的種類，就需要按照它的寄生電感去考慮－－也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。 討論問題必須從本質上出發。首先，可能都知道電容對直流是起隔離作用的，而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時，電容就有了最常見的兩個作用。一是用于極間隔離直流，有人也叫作耦合電容，因為它隔離了直流，但要通過交流信號。直流的通路局限在幾級間，這樣可以簡化工作點很復雜的計算，二是濾波。基本上就是這兩種。作為耦合，對電容的數值要求不嚴，只要其阻抗不要太大，從而對信號衰減過大即可。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟 但對于后者，就要求從濾波器的角度出發來考慮，比如輸入端的電源濾波，既要求濾除低頻（如有工頻引起的）噪聲，又要濾除高頻噪聲，故就需要同時使用大電容和小電容。有人會說，有了大電容，還要小的干什么？這是因為大的電容，由于極板和引腳端大，導致電感也大，故對高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細據此可以確定電容量。而對于耐壓，任何時候都必須滿足，否則，就會爆炸，即使對于非電解電容，有時不爆炸，其性能也有所下降。講起來，太多了，先談這么多。都是濾波的作用，鋁電解電容容量比較大，主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對應2～3μf，如過要求高的時候可以1mA對應5～6μf。無極性電容用于慮除高頻信號。單獨使用的時候大部分是去藕用的。有時可以與電解電容并聯使用。陶瓷電容的高頻特性比較好，但是在某個頻率（大約是6MHz記不太清了）是容量下降的很快。 電解電容的作用和使用注意事項 一、 電解電容在電路中的作用 1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化，所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數十至數百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯了一只容量為0.001--0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾． 2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟 二、電解電容的判斷方法 電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量．具體方法為：將電容兩管腳短路進行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極（對指針式萬用表，用數字式萬用表測量時表筆互調），正常時表針應先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容量越小．如表針指在中間某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路．因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時比較準確，而當電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時則有可能發生漏電或擊穿現象． 三、電解電容的使用注意事項 1、電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端，負極接地，輸出負電壓時則負極接輸出端，正極接地．當電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發熱．當反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞． 2、加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設計實際電路時應根據具體情況留有一定的余量，在設計穩壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達22V，此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求．但是，假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，最好選擇耐壓30V以上的電解電容。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟 3、電解電容在電路中不應靠近大功率發熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸． 4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯的方法，當作一個無極性的電容。 怎樣使用萬用表測量電容？ 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟 1．對電阻擋選擇合適的擋位，一般容量為0．01uF以下的，選x10k擋；1—10uF左右，選X1k擋；47uF以上，選x100擋或x10擋。 2．每測一次，用導線對電容短路一下，放電后再進行下次測試。 3。電解電容器有極性，使用時正極要比負極電位高。由于黑表筆接表內電池正極，故黑表筆接電解電容正極，紅表筆接電容負極，此時電解的漏電小，反接則漏電大。 好電容表現是，檢測時指針偏轉—下，然后逐漸返回到機械零（就是電阻無窮大）位置。 指針偏轉量與電容量和電阻擋位有關，容量大偏轉量大。實踐中要注意規律并積累數據。表頭機械零的調整方法是，表筆既不短接、也不測量任何器件時，用一字改錐對準表頭上的機械調零缺口，左右旋轉使表針指零。 失去容量的電容器表現是，檢測指針不偏轉，不需放電，迅速交換一下表筆，指針也不偏轉。失去部分容量的電容表現是，與標準電容比較，指針偏轉不到位，可憑經驗或參考相同容量的標準電容，根據指針擺動的最大幅度來判定。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟參考的電容不必耐壓值也一樣，只要容量相同即可，例如估測一個100uF／250V的電容， 可用一個100uF／25V的電容先作參考，只要它們指針擺動最大幅度一樣，即可斷定容量一樣。 漏電電容的表現是，指針回不到機械零（就是電阻無窮大）位置。需要注意的是，電解電容或大或小存在漏電，耐壓低的漏電大，耐壓高的漏電小；用x10k測漏電大，用xlk以下擋測漏電小，以確定電容是否漏電。 對1000uF以上的電容，可先用Rxl0擋將其快速充電，并初步估測電容容量，然后改到Rxlk擋繼續測一會兒，這時指針不應回返，而應停在或十分接近無窮大處，否則就可能有漏電現象。對一些幾十微法以下的電容，在Rxlk擋充完電后，再改用Rx10k擋繼續測量，同樣表針應停在無窮大處而不回返。 除電解電容外，瓷片、滌綸、金屬化紙介、獨石電容耐壓都大于40V。用萬用表測試，無論那個擋，好電容都不應該漏電。 用萬用表測量小容量電容，可利用小功率硅NPN三極管的放大作用，方法見附圖1（f）。用電阻Rxlk擋，黑表筆接集電極，紅表筆接發射極，將小電容接觸一下集電極，指針應偏轉一下。原理是，電容充電時，充電電流給基極注入了基極電流，這個電流經三極管放大，指針偏轉就比較明顯。 用指針萬用表測量電容 參見附圖：利用指針型萬用表可以檢測電容，依據是萬用表的電阻擋相當于有內阻的直流電源，可以對電容進行充電，隨時間推移，電容兩端電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，直到零。 操作步驟鋁電解電容結構，對使用極性有嚴格要求。由圖中的公式可知，平板電容器的容量與介質的介電常數成正比．與極板相對面積成正比，與極板距離成反比。正極是鋁箔，為擴大面積，鋁箔內面腐蝕成高低不平，介質是絕緣物氧化鋁，很薄，負極是電解質，右面的鋁箔充當了負極引線。正確使用時，正極接高電位，負極接低電位，電解質在直流電的作用下，可以分解出氧原子，與正極鋁箔生成氧化鋁，維持絕緣。不正確使用時，正極接低電位，負極接高電位，電解質在直流電的作用下，會腐蝕氧化鋁，破壞絕緣，輕者漏電，嚴重的發熱，甚至爆裂。因此，使用一定要注意極性，長期不用要經常通電老化。 |
