电容器的角色和规则

关键的外卖

• 从一群角度分析电容器。

• 电容和电感的比较。

• 电容器在电路的实际例子。

形式服从功能,电容器进来许多形式。

就像一种语言,电路设计包括重复和不可分割的字符,可以结合在无尽的方向创造任何响应在当前可行的技术限制。可以说,其中最普遍的元素是capacitor-a设备大多数设计师都熟悉后他们的第一次。也许不足为奇,电容器实现在设计各种各样的关键功能。在讨论这些角色之前,它有利于审查背后的一些术语和理论电容器操作。

电容器:任何设计的关键部分

电容器的结构简单掩盖了其广泛的使用在一个电路。尽管现代电容特性最先进的制造技术和材料科学,设备由介电材料两个带电板块分离的核心。作为电流流动的正电荷(或相反,相反的方向流动电子迁移),电容器的盘子开始成为带电,与指控吸引和排斥同种电荷,由库仑定律描述。无论电荷存在,也会描述势场的电场对带电表面;在这种情况下,它是电容器的板块之间高度集中。

的介质电容器的电荷存储能力的基础:因为有一个材料放置带电板块之间,电容提高对于一个给定的电压。这改进出现由于介电常数或有效物质如何极化电场的存在——的介质。从本质上讲,材料的改进能力击沉电荷在不影响电容器的操作(直到电介质的击穿)有助于优化、关键因素考虑电容器董事会可能包含的绝对数量。

然而,电容器不是魔法:存在一个最大抑制两个板块之间的电荷的能力。达到这个值意味着绝缘子迅速切换到一个导体,这往往是不可逆的,因为底层材料的变化特征。少极端情况下可能导致放电事件,并没有从根本上改变未来电容器的性能,但会破坏周围的电子产品。

电容器通常可以划分在他们的建筑使用的材料,虽然这并不意味着不同的格式将产生不同的属性。制造过程到达不同风格之间的一些最佳特点。有三个优势材料类型电容器:

• 陶瓷- - - - - -互层的金属导体和陶瓷材料组成的,后者是与某些金属混合含有增强电磁化率参数。
  • ◯使用线屏蔽,高频耦合、滤波、绕过等等。
• 电影- - -包含一个绝缘塑料作为电介质。这些电容器可以稍微恢复金属层之间的介质击穿,导致更大的电流之间类似的包装尺寸比其他类型的电容器。
  • ◯使用- - - - - -回扫冷落,时机。
• 电解-增加表面积和更大的介电常数介电意味着这些电容器可以提供绝对的电容值最高,但有人担心布局/制造/组装。
  • ◯使用高功率电流转换器,缓冲。

没有讨论一般不能不提及极性电容器属性。在上面的列表中,只极化电解帽——这些电容器包含一些东方视觉指标包安装。无极性电容可以放置在任意方向,安装一个电解电容器向后会导致组件失败,在足够大的帽子,对周边环境的破坏。因此,设计师应该非常小心在土地创建模式,确保销1指标和其他极性标记是可见的和清楚的在最后的传奇的准备工作。

电容器、瞬态和时间常数

像许多设备,电容器的运行变化取决于电流源电路的瞬态特性。工程师经常使用开关、微型晶体管的形式,提供一个结构电路的行为,类似于写一个代码块的潜在情况下根据条件(s)的工程师想选择。在这些情况下,有必要了解电容器将应对不断变化的环境。在直流充电周期的开始,一个电容器类似于一个短路,因为它允许电流通过水库和建立空能量。随着电容器慢慢变得充满电荷,它提供了一个高阻抗通路,最终导致一个开放的电路完全充电。电容器放电周期期间,要保持其电压对时间常数的变化并将源存储当前收费来实现这一目标,最终耗尽电容器在足够长的时间内,重新开始这个过程。

这个量子化充电/放电率存储元素,被称为时间常数,通知设计师如何反应敏捷的电容器。电容越大,意味着更大的存储容量,但慢的充电/放电率,反之亦然。这导致电容器使用的两个重要方面,第一上浆去耦电容部分基于相关电路的要求,第二是他们的空间位置。对于大型集成电路,有许多相关的去耦电容,电容最小的应该最接近各自的权力针的最低阻抗(因此最快响应时间)。大电容仍应放置在附近的这些针,但是他们的时间常数决定,他们不需要尽可能接近仍然提供合适的性能。

检查电容/电感二元性

电容器是电路的构建块,就像电阻和电感。这三股一些关键特性,即被动线性组件。即使在这些相似之处中,电容器是一个有点古怪的:他们的串联和并联组合添加相反的电阻和电感。而电阻和电感串联和的倒数之和并行倒数,电容器是相反的。

尽管这个怪癖,电容和电感是一双更相关的三个设备。两个代表理想化的二元性电理论:电容器代表电力和电感在另一侧代表磁性。最简单的方法之一回忆一个设备的特点是记住理想化,他们几乎是反对。都是电抗的方面——虚与阻力,结合形成阻抗,导致电压和电流波形之间的相移。这个组件的阻抗是无损的,但在现实中,遇到一个零电阻阻抗是不可能的。

进一步建立电感和电容之间的联系,下表显示了多少这两个核心的方面设备作为彼此的衬托:

银行并行电解电容器可以为高端电压需求提供了有效的解决方案。

一些方法利用电容器

纯粹的功能,没有其他分立元件电容能提供尽可能多的电路性能。尽管电容器和电感为电场和磁场提供字段存储,分别前字段更容易应付。而电感,电容主导的电荷存储设备,能够提供瞬时功率下降期间网络的整体性能。这样可以减少负载的临界功率网跨董事会和有时成千上万的个人设备;然而,有更多的角色,电容器可以提供:

• 信号耦合,由于种种原因,它可能理应设计师能够单独的交流和直流信号调谐电路或清理场外的信号进行额外的处理。电容器只能符合这一利基通过交流或直流信号,根据特定的电容器或电容器的电容网络。

• 开关电源- - - - - -smp的关键组件是存储设备,通过在开关之间的能量来源。这些设备更节能比基本的线性稳压器电压通过电阻转换损失,增加大量的热量来构建和重要实现限制出力电压跨度。相反,smp的高度模块化性质意味着输入电压或电流甚至可以建立和传递给负载值大于源。

• 信号调节- - -充当临时替代源在开关周期,电容是用来消除差距的功率输出电路。这不仅确保不间断动力输送设备也交付的电压接近常数,以防止不同性能问题。

• 滤波器设计高通滤波和低通滤波器可用于减弱频率低于或高于截止频率(分别),同时允许信号频率高于/低于继续有增无减。这两种滤波器设计可以简单和廉价地从电容器和其他电路的基本构建块。

• 阻尼器-在概念上类似于保险丝,缓冲器电容器提供一个安全的路径穿越过度电压峰值。与融合,缓冲器不一定是祭祀,允许电路操作继续,因为它坐落在平行的电路可以产生大源飙升的潜力。

• 传感器,电容器可以反向的操作使用不同物理参数诱导装置的属性的变化,允许各种现象的间接测量。

某些参数和电压等级将适合比其他人更好的角色。

电容器是迷人的设备充满各种使用条件几乎任何电路,和实践模型可以帮助阐明其中的一些功能。为此,抑扬顿挫PCB设计和分析工具提供一个健壮的和全面的软件包的功能在任何阶段的设计进行评估。布局,进行你的工作OrCAD PCB设计者无缝集成,加快把次从原理到董事会文件。