嵌入式硬件设计:电容

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电容

一、电容在硬件电路设计中的作用

1、储能,使器件的工作电压保持稳定

2、嗓声的重要泄放通路

3、实现交流耦合

4、实现滤波、退耦

二、电容的主要参数特性

(1)容量和误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围

在选型上注意精度等级,用字母表示:D——±0.5%,F——±1%,G——±2%,J——±5%,K——±10%,M——±20%。

(2)额定工作电压

电容器在电路中能够长期稳定,可靠工作,所承受的最大支流电压

(3)绝缘电阻

表示漏电大小,一般绝缘电阻越大越好,漏电也小,电解电容的绝缘电阻一般较小

(4)正切角损耗

在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量

(5)温度系数

在一定的温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值。温度系数越小越好。

(6)频率特性

电容器的电参数随电场频率而变化的性质,在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相对减小,损耗也随频率的升高而增加

(7)等效串联电阻(ESR)

损耗较大产品的ESR较大,随着容量的增大,产品的ESR将变小。

三、电容的命名

国产电容的型号命名一般由四部分组成,依次分别代表名称,材料,分类,序号

(1)名称:用字母表示,电容器为C

(2)材料:用字母表示

注:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介。

(3)分类:一般用数字表示,个别用字母

注:T-电铁、W-微调、J-金属化、X-小型、S-独石、D-低压、M-密封。

数字表示如下:
在这里插入图片描述

(4)序号:用数字表示

三、电容的型号

CT4-0805-X7R-50-101-K
CT4-:型号
0805-:外形尺寸
X7R-:温度特性
50-:额定电压
101-:标称容量
K:允许偏差

四、电容的分类

电容的种类可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。

无极性可变电容

制作工艺:可旋转动片为陶瓷片表面镀金属薄膜,定片为镀有金属膜的陶瓷底;动片为同轴金属片,定片为有机薄膜片作介质
优点:容易生产,技术含量低。
缺点:体积大,容量小
用途:改变震荡及谐振频率电路。调频、调幅、发射/接收电路

无极性无感CBB电容

制作工艺:2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
优点:无感,高频特性好,体积较小
缺点:不适合做大容量,价格比较高,耐热性能较差。
用途:耦合/震荡,音响,模拟/数字电路,高频电源滤波/退耦

无极性CBB电容

制作工艺:2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
优点:有感,高频特性好,体积较小
缺点:不适合做大容量,价格比较高,耐热性能较差。
用途:耦合/震荡,模拟/数字电路,电源滤波/退耦

无极性瓷片电容

制作工艺:薄瓷片两面渡金属膜银而成。
优点:体积小,耐压高,价格低,频率高(有一种是高频电容)
缺点:易碎,容量低
用途:高频震荡、谐振、退耦、音响

无极性云母电容

制作工艺:云母片上镀两层金属薄膜
优点:容易生产,技术含量低。
缺点:体积大,容量小用途:震荡、谐振、退耦及要求不高的电路无极性独石电容体积比CBB更小,其他同CBB,有感
用途:模拟/数字电路信号旁路/滤波,音响

有极性电解电容

制作工艺:两片铝带和两层绝缘膜相互层叠,转捆后浸在电解液中。
优点:容量大。
缺点:高频特性不好。
用途:低频级间耦合、旁路、退耦、电源滤波、音响

钽电容

制作工艺:用金属钽作为正极,在电解质外喷上金属作为负极。
优点:稳定性好,容量大,高频特性好。
缺点:造价高。
用途:高精度电源滤波、信号级间耦合、高频电路、音响电路

聚酯(涤纶)电容

符号:CL
电容量:40p–4u
额定电压:63–630V
主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路

聚苯乙烯电容

符号:CB
电容量:10p–1u
额定电压:100V–30KV
主要特点:稳定,低损耗,体积较大
应用:对稳定性和损耗要求较高的电路

聚丙烯电容

符号:CBB
电容量:1000p–10u
额定电压:63–2000V
主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路

云母电容

符号:CY
电容量:10p–0.1u
额定电压:100V–7kV
主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小
应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路

高频瓷介电容

符号:CC
电容量:1–6800p
额定电压:63–500V
主要特点:高频损耗小,稳定性好
应用:高频电路

低频瓷介电容

符号:CT
电容量:10p–4.7u
额定电压:50V–100V
主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差
应用:要求不高的低频电路

玻璃釉电容

符号:CI
电容量:10p–0.1u
额定电压:63–400V
主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)
应用:脉冲、耦合、旁路等电路

铝电解电容

符号:CD
电容量:0.47–10000u
额定电压:6.3–450V
主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大
应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等

钽电解电容(CA)、铌电解电容(CN)

电容量:0.1–1000u
额定电压:6.3–125V
主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容
应用:在要求高的电路中代替铝电解电容

空气介质可变电容器

可变电容量:100–1500p
主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式 等
应用:电子仪器,广播电视设备等

薄膜介质可变电容器

可变电容量:15–550p
主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大
应用:通讯,广播接收机等

薄膜介质微调电容器

符号: 可变电容量:1–29p
主要特点:损耗较大,体积小
应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿

陶瓷介质微调电容器

符号: 可变电容量:0.3–22p
主要特点:损耗较小,体积较小
应用:精密调谐的高频振荡回路

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