电容的模型和参数

来源:火狐直播app    发布时间:2023-12-11 23:44:56
通用贴片电阻

  系统之类的尖端设备上是相同的。此外,电容器的性能会对各种电子设备的性能产生一定的影响,因而已成为很重要的元器件。

  简而言之,电容器是能够储蓄电能,并可在必要的时候放电的元器件。可蓄积起来的电能(电荷)与电池相比较少,因而在放出电荷(放电)时只能在极短的时间内供给电流,但是可反复进行充电(电荷的蓄积)和放电。

  这里列出电容器的结构示意图1-1。将绝缘体(电介质)平行地夹在金属板(电极)之间而构成的就是电容器。如果向该金属板(电极)间施加直流电压,就可将电荷蓄积起来。这就是电容器的蓄电原理。被蓄积起来的电荷量叫做静电电容,静电电容C是由绝缘体的介电常数ε、电极的表面积S、绝缘体的厚度d来决定的。

  可通过增大绝缘体的介电常数ε,增大电极的表面积S,减薄绝缘体的厚度d 来增大静电电容C。

  理想的电容器只含有静电电容成分,但是实际的电容器则含有电阻成分和电感成分。这些寄生成分对电容器的性能产生较大的影响。电容器的简易等效电路如图1-2所示。实际的电容器的等效电路中包含有ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)。此外,理想的电容器的电极间是绝缘的,但是实际上会存在若干的漏电流。

  静电容量是表示电容器的蓄电能力的物理单位,以F(法拉)为单位表示。在陶瓷电容器使用的范畴里内,F单位已经过大,因此常使用µF(微法、法拉的100万分之一)、pF(皮法、法拉的1兆分之1)单位。依据使用的地方、状况的不同,基准也不同,但陶瓷电容器在1µF以上时就称为大容量,低于1000pF时称为小容量。(静电容量C的测量举例:在测量温度25℃,测量频率1.0+/-0.1kHz,测量电压0.5+/-0.1Vrms时测得,注:不同封装不同耐压的电容测量方式有差异,具体查看其手册描述)

  NPO使用超稳定级的介质材料,具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器,电容量和介质损耗最稳定的电容器之一,在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,NPO电容器适合用于振荡器谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。

  C0G使用超稳定级的介质材料,C0G电容器对温度不敏感,因此C0G电容是一种很常用的温度补偿电容器。其内部填充介质为多种稀有氧化物对温度不那么敏感,有一定的稳定性。这种贴片电容在-55摄氏度和+125摄氏度之间基本相当于没有变化。因此得到了广泛的应用。

  温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,必须要格外注意的是此时电容器容量变化是非线R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。X7R电容器主要使用在于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可接受的条件下。它的主要特征是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

  Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里第一步是要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容来说,在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%。 尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用场景范围,尤其是在退耦电路的应用中。

  Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。

  小结:所以最常用的是X7R,X5R和C0G,Z5U和Y5V现已不多见,容值越小的都是采用C0G或者NPO,比如晶振的匹配电容,射频用电容等等。别的类型X7S,X8T等等,和X7系列都相近,这里不再赘述。温度优异性:NPO>C0G>X8>X7>X5>Z5U>Y5V。

  电容器的额定电压是指工作在最低与最高环境和温度时,能承受连续加上的最高直流电压及最高交流电压的有效值,每个电容器标注的绝缘耐压都留有余地,一般比标称电压高1.5-2倍。因为电容值具有压降效应,比如标称电压值为10V的电容,使用在10V电压下,其容值会有衰减,可以将其使用在5V电压下,推荐工作电压为标称电压的二分之一。

  自谐振,电容具有自谐振频率(SRF)的现象很常见,因为从上述模型(图1-2)能够正常的看到电容模型近似于一个串联RLC(IR很大不起啥作业忽略),对于串联RLC,一个重要的特性是阻抗。简单地说,阻抗即为交流电路中的电压与电流之比,相当于直流电路中的电阻。符号使用Z,单位与电阻相同,使用Ω。电容器的阻抗(Z)由下面的计算过程导出:

  如图1-3所示,静电电容C越大,越在低频区为低阻抗,ESL越小,越在高频区域为低阻抗。电容器的阻抗Z,在谐振频率之前呈容性下降,而在谐振频率SRF处,C和ESL的影响为零,只受ESR的影响,过了这一点则为电感性(ESL),并与频率一起增加。在将电容器用于其主要用途即噪声吸收(去耦)中时,噪声吸收效果是由阻抗来决定的,因而需要按照以下的要点来选定电容器:

  的构造研究及应用概念设计阶段是车身结构设计中保证性能的重要阶段此阶段留下的缺陷往往很难在后续的设计中弥补因而在车身开发中受到广泛重视目前国内外在这方面都展开了详细的研究尤其是国外

  有2种:组合式(combined model)和非复合式(uncombined model);组合式就是__model__

  应用与管理指导 /

  ? /

  中等效寄生电阻(ESR)和等效寄生电感(ESL)的搅局,问题开始变得复杂。不同的

  是如何影响阻抗曲线 /

  #硬声创作季 工控电路板维修难学吗?反正我们的学员通过电路板维修4合1保姆式教学,二十天就能上手修电路板