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電容的基本原理、工藝結構及應用選型

來源: 電力電子技術與新能源
2022-06-09
類別:設計應用
eye 49
文章創建人 拍明芯城

原標題:電容的基本原理、工藝結構及應用選型

電容的基本原理、工藝結構及應用選型如下:

一、電容的基本原理

電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下自由電荷的儲藏量,記為C,國際單位是法拉(F)。電容的工作原理是通過在電極上儲存電荷來儲存電能。當電荷在電場中受力移動時,由于導體之間有了介質,電荷的移動受到阻礙,從而在導體上累積,形成電荷的累積儲存。電容的符號是C,它反映了電容器容納電荷的能力。

二、電容的工藝結構

電容的生產工藝主要包括材料選擇、成型、制造和裝配等環節。

  1. 材料選擇:電容的內外極板一般采用金屬材料,如鋁、鉭、鎳和銀等。鋁電解電容使用鋁箔作為極板,而鉭固體電解電容則使用鉭金屬作為極板。電路板上制造的表面貼裝電容則使用電解液冶金技術將金屬化合物沉積在極板上。

  2. 成型:對于鋁電解電容,成型工藝主要是將鋁箔經過電解氧化處理,在表面形成保護層,提高電容器的耐壓能力。鉭電容的成型工藝則是將鉭金屬箔片經過氧化、漫過硅酸等工序,形成致密的氧化鉭薄膜。

  3. 制造:制造過程包括金箔制備、薄膜形成、注液和封裝等步驟。在極板上涂敷電介質液體,如電解液或組成電介質的液體,然后將制成的極板進行疊放,緊密貼合,形成電容的結構。

  4. 裝配:裝配是將已經制造好的電容安裝到電子設備中的焊接過程。焊接通常使用錫膏和熱風槍,將電容與電路板焊接在一起,確保電容與其他元件的電連接。

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三、電容的應用選型

電容的選型需要考慮多個因素,包括容量、耐壓值、耐溫值等。

  1. 容量:電容的容量,即儲存電荷的容量,其基本單位為法拉(F)。但在實際應用中,我們常見的是微法(μF)、皮法(pF)等單位。容量的選擇應根據電路的具體需求來確定。

  2. 耐壓值:耐壓值是指在額定溫度范圍內電容能長時間可靠工作的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值。不同的電容有不同的耐壓值,一般在6.3V~16V之間。

  3. 耐溫值:耐溫值表示電容所能承受的最高工作溫度。一般的電容耐溫值為85℃或105℃,而CPU供電電路旁邊的電容耐溫值多為105℃。

除了上述三個主要因素外,還需要考慮其他指標,如ESR(等效串聯電阻)等。ESR表示電容器的內部電阻,它會影響電容器的性能。一般來說,ESR越小,電容器的性能越好。

此外,在選型時還需要考慮電容的封裝形式、尺寸等因素,以確保電容能夠順利安裝到電路板上。

總之,電容在電子、電力等領域有著廣泛的應用,是不可或缺的電子元件之一。了解電容的基本原理、工藝結構及應用選型,對于電子工程師和電路設計者來說至關重要。


責任編輯:David

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