淺析電路中電容的選擇

　　電容是我們?cè)陔娐分薪?jīng)常用到的無(wú)源器件，經(jīng)常見(jiàn)到的幾種有鋁電解電容，鉭電容，貼片陶瓷電容。由于每種電容的特性決定了相應(yīng)的使用場(chǎng)合不同。下面我們來(lái)比較一下幾種電容的區(qū)別和特點(diǎn)，總結(jié)一下在實(shí)際電路中應(yīng)該怎樣選擇電容。

　　(一)鋁電解電容

　　顧名思義，其主要的組成部分就是鋁箔和電解液。簡(jiǎn)單的了解鋁電解電容的生產(chǎn)工藝，即把鋁箔卷成柱狀，注入液態(tài)電解質(zhì)，再引出正負(fù)兩個(gè)端子，然后把電容的芯材密封在金屬外殼里。液態(tài)電解液中存在一定比例的水，當(dāng)電容上有漏電流流過(guò)的情況下，水可以被分解為氫氣和氧氣，氧氣通過(guò)氧化反應(yīng)可以與陽(yáng)極形成新的氧化膜，氫氣通過(guò)電容的橡膠塞排出。這樣不至于損壞電容。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低是鋁電解電容的一個(gè)特點(diǎn)。除此之外，鋁電解電容還有以下特點(diǎn)：

　　a. 由于密封殼不是完全的密封，電解液會(huì)容易干涸，因此鋁電解電容的使用壽命有限

　　b. 由于電解液中水的存在，影響了鋁電解電容在高溫和低溫環(huán)境下的使用性能

　　c. 工藝特性原因，鋁電解電容的ESR，ESL比較難做小，因此鋁電解電容的自諧振頻率點(diǎn)通常都比較低，大致在幾十KHz到幾MHz范圍

　　d. 鋁電解電容的容量與鋁箔的尺寸正相關(guān)，容量可以做的很大，容量越大電容尺寸越大。

　　根據(jù)以上特性，鋁電解電容被廣泛應(yīng)用在低頻的濾波場(chǎng)合，特別是在幾十KHz到幾MHz的環(huán)境，比如電源的輸出濾波，我們經(jīng)?？吹降亩际卿X電解電容的身影。在使用鋁電解電容的時(shí)候，要注意電容耐壓滿足電路需求。另外，在其他要求不嚴(yán)格的情況下，容量可以盡量選擇大一些，容量越大ESR越小，更容易滿足電路目標(biāo)阻抗的要求。在某些高溫使用環(huán)境，盡量避免選擇小體積小容量的鋁電解電容，以免由于溫度過(guò)高電解液揮發(fā)干涸造成電容失效影響到整個(gè)電路的工作。

　　(二)鉭電容

　　鉭電容是另外一種使用廣泛的電容，同鋁電解電容一樣，鉭電容也是一種電解電容。其主要的工藝流程是將鉭粉壓制成型后燒結(jié)成多孔的實(shí)心塊，經(jīng)過(guò)陽(yáng)極化處理形成氧化膜，然后覆上固體電解質(zhì)，再覆上一層石墨及鉛錫涂層，最后用樹(shù)脂封裝成型為固體的鉭電容。鉭電容具有如下特點(diǎn)：

　　a. 與鋁電解電容不同，鉭電容的電解質(zhì)為固體，所以不存在電解液干涸的問(wèn)題，壽命會(huì)有所提高

　　b. 由于采用的固體電解質(zhì)，其容量溫度特性比較穩(wěn)定，因此溫度對(duì)電容容量的影響較小，高低溫性能優(yōu)于鋁電解電容

　　c. 鉭電解電容可以做到較大容量下較小的封裝，因此ESR，ESL都可以控制的比較小，其自諧振頻率比鋁電解電容要高

　　d. 工藝上比鋁電解電容復(fù)雜，成本較高

　　通過(guò)比較我們可以發(fā)現(xiàn)，鉭電容有很多鋁電解電容不具備的優(yōu)點(diǎn)，在某些濾波的使用場(chǎng)景鉭電容可以很好的替代鋁電解電容。但是有幾個(gè)需要注意的點(diǎn)：由于鉭電容的結(jié)構(gòu)決定了，鉭電容的耐壓普遍不高，在實(shí)際電路重要注意鉭電容的耐壓要求，并留有一定余量。在對(duì)付電源上電瞬間大電流沖擊和和大的電壓瞬變方面鉭電容沒(méi)有鋁電解電容優(yōu)秀。溫度對(duì)鉭電容的影響很小，在實(shí)際使用中我們可以忽略溫度對(duì)鉭電容的影響。

　　(三)瓷片電容

　　瓷片電容是我們?cè)趯?shí)際電路中使用最多的電容，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，就是把瓷片交替疊在一起燒結(jié)而成。體積小成本低，使用廣泛。其只要特點(diǎn)有：

　　a. 尺寸小。瓷片電容結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸可以做到很小，0402甚至0201封裝的瓷片電容廣泛應(yīng)用在像手機(jī)這樣對(duì)尺寸有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合

　　b. 電性能穩(wěn)定，溫度影響較小

　　c. ESR，ESL值很低，自諧振頻率較高，可應(yīng)用于PCB上幾MHz到1GHz的濾波要求

　　d. 由于多層的結(jié)構(gòu)特性和封裝原因，抵抗彎曲能力較差，PCB彎曲變形有可能引起電容開(kāi)裂失效

　　根據(jù)以上器件特性，瓷片電容除了應(yīng)用于濾波場(chǎng)景以外，還廣泛應(yīng)用于隔直，耦合，旁路等多種應(yīng)用場(chǎng)合。其工作頻率較電解電容有很大提高，能滿足幾MHz到1GHz的應(yīng)用環(huán)境。

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