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不同類型的電容器在設計中的作用

454398 ? 來源:工程師吳畏 ? 2019-08-02 16:55 ? 次閱讀
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非極化電容

非極化電容是沒有極化的電容。例如,電池具有正極和負極端子并且必須以正確的方式插入,并且極化電容器也具有正極和負極端子,這意味著它們必須以特定方式插入。非極化電容器不具備此功能,可以從任意方向插入。

陶瓷電容器

陶瓷電容器是業內最常用的電容器,有許多不同的形狀和尺寸。過去,最常用的電容器是圓盤陶瓷電容器 - 這些電容器仍在大規模生產中,并在原型制造中大量使用。

現代批量生產的電子產品不再使用陶瓷圓盤電容器,因為它們需要手動插入和焊接。他們現在使用看起來像小米色塊的SMD(表面貼裝器件)陶瓷電容器。這些電容器用于IC附近的電源線去耦,模擬電路和過濾AC/DC

PCB上的陶瓷電容器示例。

薄膜電容

薄膜電容器(也稱為聚合物薄膜電容器)是大型矩形電容器,經常處于電源狀態。與陶瓷電容器不同,薄膜電容器的額定電壓高。它們更大的電容和非極化使它們在電源交流電路中特別有用。

薄膜電容器的電容通常在100pF和20μF之間,電壓能力在100V和2000V之間,并且具有低ESR(等效串聯電阻)和ESL(等效串聯電感)。這種電容器使用塑料如PP,PET,PPS和PTFE作為它們的介電材料。薄膜電容器的常見顏色是黃色,藍色,紅色和綠色,而大多數是矩形的,有些是圓角矩形。

完全依賴于制造商薄膜電容器是否有任何細節 - 包括它們的電容和部件數字印在他們身上。

薄膜電容器的例子:黃色,藍色,紅色和綠色。圖片由Mouser提供。

極化電容器

極化電容器是具有正極和負極端子的電容器,這意味著它們必須插入在特定的方向。它們幾乎從未出現在交流電路中(因為交流電路具有正電壓和負電壓),但有時會出現在小型揚聲器和麥克風的音頻耦合中。

與薄膜和陶瓷電容器不同,極化電容器可以承受大量電荷,并且最常見于直流電源情況,包括電源,焊接設備,緩沖和閃光燈點火。極化電容器也有不同的形狀和尺寸,許多都值得打撈,因為它們可能有些昂貴且難以獲得。

電解電容

鋁電解電容器有幾種不同的封裝,包括SMD和通孔品種。

盡管目前許多組件都是SMD(包括電解電容器),但仍然使用通孔鋁電解電容器。其中一個原因是電容器的物理尺寸通常與其電容成正比,因此大于100μF的電容器太大而不能成為SMD元件。

通孔部件在物理上更強由于通孔板具有頂層,底層和孔作為機械錨點,而SMD元件僅具有頂層(可以剝離),因此比SMD元件。然而,同時,通孔元件可以從PCB表面突出,這可能導致杠桿作用(因此可以很容易地“敲掉”)。

雖然鋁電解電容器提供低價格的大電容確實存在一些問題。其中一個最大的問題是它們的ESR(等效串聯電阻)很大,這使得它們對突然變化的反應“緩慢”。

通孔電容器

通孔電容器種類可以是軸向的(端部的元件引線),也可以是徑向的(下面的元件引線),并且具有負條帶,指示哪個引腳是負引線。它們幾乎總是印有信息,包括它們的工作電壓和電容。

徑向電解電容也可能在頂部金屬盤上有一個特殊的交叉凹痕;這是一個壓力釋放盤,如果出現故障會導致電容器爆裂并且電容器因氣體積聚而開始膨脹。

通孔電容器示例。

SMD電容器

SMD電容器品種是小錫罐,帶有小塑料方形底座。負極引線通過氣缸頂部的黑色標記識別,這些電容器上還印有信息。

與通孔品種不同,它們沒有交叉壓力釋放系統,這很可能是因為低電壓/低電容組合意味著在故障期間它們幾乎不產生氣體。

SMD電容器。圖片由Elcap提供[CC BY SA 3.0]

鉭電容

鉭電容器是一種電解電容器,它使用由氧化物包圍的鉭顆粒作為電介質,然后被液體或固體電解質作為陰極包圍。由于使用氧化層作為電介質,鉭電容器的尺寸可以具有非常高的電容,具有良好的頻率響應,非常可靠,并且具有寬的工作溫度范圍。

然而,鉭電容器非常不能容忍反向電壓,并且已知在某些情況下著火。它們也無法很好地處理紋波電壓,因此設計人員在波紋應用中使用它們時必須格外小心。

SMD品種的鉭電容在較舊的設計中更常見(因為早期元件無法處理回流焊接)并且通常是矩形的黃色主體。通孔變形也是黃色的并且將成形為珠狀。通孔上的正極引線可通過正極引腳上方的+標記識別,SMD正極引線可通過連接器旁邊的實心條識別。

anSMD鉭電容(左)和通孔鉭電容(右)的示例。

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