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电路设计中选择电容的方法
文章来源:永阜康科技 更新时间:2019/12/17 11:17:00
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张顺平 

  1、我们先来了解一下电容,电容的符号是 C,电容的电位是法拉(F),法拉是个特别大的单位,常用的单位有 mF(毫法)、μF(微法)、nF(纳法),单位换算:1F=1000mF,1mF=1000μF,1μF=1000nF。

  电容的参数有:标称容值,每个电容都会标有相应的电容值大小比如 2200μF、10μF、1nF、104(0.1μF)等,除了标称容值之外还应有相应的误差,比如 10%、5%、0.5%等;额定电压,也称耐压值,指电容能够承受长期工作而不被击穿的最大直流电压,如下图电容中,除了标出容值之外,还标了耐压值,160V、50V、1KV 等。

  以上是电子设计选择电容时最基本需考虑的参数,除了以上最基本的参数以外还有温度系数、绝缘电阻、损耗、频率特性等,往往也是需要考虑的。


  电容的分类:按材料分,有云母电容、陶瓷电容、电解电容、钽电容、聚苯乙烯电容等;按用途分,有负载电容、旁路电容、耦合电容、滤波电容等;按极性分,有极性电容和无极性电容。

  选择电容时,根据电容的用途进行选择,比如储能、滤波、旁路、去偶、负载、高频、低频等。比如集成电路电源输入端与地之间通常接个电容,该电容属于旁路电容,其作用是将电源的高频杂波过滤,消除电源输入的杂波对芯片造成影响。

  对于该类型电容的选择,跟电源输入的纹波系数、工作环境干扰水平等有关,若是电源芯片的输入端,最好选择胆电容,其它芯片的电源端一般选择 0.1μF 陶瓷电容即可。

  选择电容时,首先是电容值的大小,其次是耐压值,所需耐压值多少需根据电路中的实际应用情况进行估算,比如电路中经过电容的电压为,12V,那么耐压值是不是选择 12V 就可以呢?不可以,为提高可靠性,要求在电路设计中的所有芯片都是需要降额设计的,根据可靠性等级不同,降额设计系数则不同,比如对于电容而言,可靠性降额等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的降额系数分别为 0.5、0.6、0.7。若按 0.7 进行计算,那么耐压值 12V÷0.7=17.1,可选择 20V 的耐压值;若按 0.6 进行计算,12V÷0.6=20,可选择 20V 的耐压值;若按 0.6 进行计算,12V÷0.5=24,可选择 25V 的耐压值。(电容标称耐压值一般为 4V、6.3V、10V、16V、20V、25V、35V、50V 等)。

  明确电容的容值和耐压之后,选择电容的型号,钽电容、电解电容、陶瓷电容、云母电容、聚苯乙烯电容等。钽电容是电解电容的一种,各方面性能优于一般电解电容,寿命长、耐温高、稳定性较好,所以价格也比较昂贵,一般应用于军工领域;电解电容广泛应用于储能、滤波、旁路、耦合、延时等电路中;陶瓷电容,广泛应用于旁路、去偶、滤波、储能等电路中;云母电容高频特性好,一般应用于稳定性和可靠性较高的场合,绝缘电阻高、损耗小;聚苯乙烯电容,其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦。

 
 
 
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