電容、電感的特性，你都知道嗎？

來(lái)源：上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司 2023年05月15日 09:43

電路設(shè)計(jì)中常用的電容種類有鋁電解電容、鉭電容、陶瓷電容、OSCON固態(tài)電容和薄膜電容。其中，薄膜電容具有較小的公差、較高的容量、較高的穩(wěn)定性和極低的壓電效應(yīng)，是X、Y安全電容的。鋁電解電容、鉭電容和OSCON固態(tài)電容是極性電容，使用時(shí)要注意正負(fù)極，陶瓷電容是非極性電容。

鋁電解電容

鋁電解電容的特點(diǎn)是容量大，但是漏電大、誤差大、穩(wěn)定性差，常用于交流旁路濾波、低頻濾波電路。有正負(fù)之分，使用時(shí)不能接反，容值范圍0.1~22000uF。

鋁電解電容的耐壓是在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，電容可長(zhǎng)期可靠工作時(shí)的最大直流電壓。如果是工作在交流狀態(tài)，那么交流電壓的最大值不能超過(guò)電容的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。

鋁電解電容由于內(nèi)部采用液態(tài)電解液，在產(chǎn)品使用過(guò)程中，內(nèi)部電解液會(huì)逐漸干涸，電容的標(biāo)稱容量會(huì)慢慢變小，導(dǎo)致濾波效果大大縮水。電解液也導(dǎo)致鋁電解電容溫度特性也不好。因此不能應(yīng)用在環(huán)境苛刻、設(shè)備壽命長(zhǎng)的設(shè)計(jì)中。

鉭電容

鉭電容其實(shí)也是電解電容的一種，區(qū)別是鉭電容使用鉭作為介質(zhì)，固態(tài)鉭由于性能優(yōu)良，工作溫度范圍寬。因此，鉭電容適合在高溫下工作，高頻濾波性能好，體積小容值大，在高速PCB的電源設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，容值范圍2.2~560uF。

鉭電容使用時(shí)的正負(fù)極要連接正確，反接會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)熱損壞。鉭電容的耐電壓能力和耐電能力較弱，在使用時(shí)，鉭電容的工作電壓要降額至少50%，若鉭電容后所接的是感性負(fù)載、瞬態(tài)工作電流很大的情況下，鉭電容的工作電壓要降額至少70%。

陶瓷電容

陶瓷電容以陶瓷作為電介質(zhì)，具有尺寸小、低ESR、低成本和高紋波電流能力等優(yōu)點(diǎn)，常用的陶瓷電容容值范圍0.5pF~100uF。陶瓷電容在電源完整性的去耦中得到了廣泛應(yīng)用。

OSCON固態(tài)電容

OSCON是三洋公司生產(chǎn)的一種性能較好的電解電容，可以做到小型化、大容量及等效串聯(lián)電阻小、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，適用作轉(zhuǎn)換電流平滑電容器和清除各種噪聲的電容器。

總結(jié)

綜上所述可知，鋁電解電容容量大、額定電壓高，但適應(yīng)工作溫度環(huán)境較差，適用于低頻濾波場(chǎng)合；鉭電容具有較好的溫度特性，具有較小的ESR和ESL，高頻濾波特性較好，但承受沖擊電壓和沖擊電流的能力不行，一般設(shè)計(jì)要降額50%以上使用；陶瓷電容具有體積小、價(jià)格低和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電源的高頻濾波中，但是容值較小。

電感會(huì)抵制電流的變化，主要作用是濾除高頻諧波，通直流、阻交流；保持器件工作電流的穩(wěn)定。比如主芯片各端口的邏輯狀態(tài)高速切換產(chǎn)生的高頻噪聲可用LC低通濾電路濾除，再如電源部分會(huì)有大幅度的電流變化，采用電感可阻礙電流的變化，保證電源輸出端輸出穩(wěn)定的電流。

電感根據(jù)使用場(chǎng)合可分為電源電感、低頻信號(hào)電感和高頻信號(hào)電感。電感選型時(shí)還需要考慮電感值、直流電阻、額定電流和諧振頻率。

電感在焊接時(shí)一般有溫度要求，如下圖所示。人工焊接時(shí)，一般要求烙鐵頭溫度在350℃以下，焊接在3s內(nèi)完成。

從上表中從左到右分別是電感的感值（nH）及精度范圍（Tolerance）（測(cè)試感值時(shí)的頻率，上表中為100MHz），Q值最小值（Qmin）、Q值測(cè)試時(shí)的頻率、自諧振頻率出現(xiàn)時(shí)的最小頻率、電感直流電阻的最大值和典型值、額定電流，根據(jù)這些參數(shù)可以確定此類電感是否滿足設(shè)計(jì)需求。

在選型中可以看出，一般電感值越大，對(duì)應(yīng)的直流電阻越大，對(duì)應(yīng)的諧振頻率越小，對(duì)應(yīng)的額定電流越小。

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