Board logo

标题: 探讨：多个小电容并联取代大电解电容的作用 [打印本页]
作者: aajzfa    时间: 2008-11-1 16:41     标题: 探讨：多个小电容并联取代大电解电容的作用

今天发现一个帖子，请大家共同探讨一下，是不是可行？
原文如下：




多个小电容并联取代大电解电容的作用
这种用法常见于开关电源部分，作用是高频滤波。
多个电容并联主要是为了降低电容的等效阻抗，因为并联。
用小容量的陶瓷电容代替了电解电容，增加了寿命。
电解电容的寿命只有几千小时，而陶瓷电容的寿命有几十万小时。
防止趋附效应的原理是增加导线的表面积。
多个电容只能降低线路可靠性，而不可能增加
大电容的高频性能很差。通常电容越大，其谐振频率越低。
一旦超过谐振频率，电容将表现成一个电感，完全起不到滤波的作用，如果用N个小电容并联，由于每个小电容的谐振频率都很高，就没有这样的问题了。
作者: aajzfa    时间: 2008-11-7 10:37

什么是滤波电容，电解电容，贴片电容和军工电容，他们又有什么区别？


电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面。

①电容的功能和表示方法。
由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数字表示，比如C8，表示在电路中编号为8的电容。

②电容的分类。

电容按介质不同分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。

③电容的容量。

电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)。

④电容的容量单位和耐压。

电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。

每一个电容都有它的耐压值，用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

⑤电容的标注方法和容量误差。

电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。

数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。

色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。

电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。

⑥电容的正负极区分和测量。

电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。

当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），对于数字万用表来说可以直接读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。

⑦电容使用的一些经验及来四个误区。

一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。


四个误区：

●电容容量越大越好。

很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。在谐振点，电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降。电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。

●同样容量的电容，并联越多的小电容越好，

耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定时候，容量越大，ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。

●ESR越低，效果越好。

结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。

●好电容代表着高品质。

“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。在板卡设计中，电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品。衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大.

一、电容的分类和作用

电容(Electric capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同：

按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。

按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。

按极性分为：有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。

电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐

二、电容的符号

电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法，但电容符号在国内和国际表示都差不多，唯一的区别就是在有极性电容上，国内的是一个空筐下面一根横线，而国际的就是普通电容加一个"＋"符号代表正极。
三、电容的单位

电阻的基本单位是：F （法），此外还有μF（微法）、pF（皮法），另外还有一个用的比较少的单位，那就是：nF（），由于电容 F 的容量非常大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位，而不是F的单位。
他们之间的具体换算如下：

1F＝1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF

四、电容的耐压 单位：V（伏特）

每一个电容都有它的耐压值，这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等，有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低，一般的标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

五、电容的种类

电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下面是各种电容的优缺点：

无感CBB电容
2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
无感，高频特性好，体积较小
不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。

CBB电容
2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
有感，其他同上。

瓷片电容
薄瓷片两面渡金属膜银而成。
体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容）
易碎！容量低

云母电容
云母片上镀两层金属薄膜
容易生产，技术含量低。
体积大，容量小，（几乎没有用了）

独石电容
体积比CBB更小，其他同CBB，有感

电解电容
两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。
容量大。
高频特性不好。

钽电容
用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。
稳定性好，容量大，高频特性好。
造价高。（一般用于关键地方）

六、电容的标称及识别方法
1. 由于电容体积要比电阻大，所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001，那它代表的是0.001uF＝1nF，如果是10n，那么就是10nF，同样100p就是100pF。
2. 不标单位的直接表示法：用1~4位数字表示，容量单位为pF，如350为350pF，3为3pF，0.5为0.5pF
3. 色码表示法：沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一，
二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）
颜色意义：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。


滤波电容是从应用角度上来说的
电解电容是从材质上来说的
贴片电容是从焊接规范上来说的
军工电容主要是品质相对较高的电容（稳定性和可靠性较高）
作者: 电deshize    时间: 2008-11-7 11:06

很好！长见识了！
作者: 轻风掠影    时间: 2008-11-9 11:03

对于电容器的并联，实际上制作商多是从制造成本考虑的最多！一只大点的电容总是比2只电容的价格低的。一些滤波电容采用多只并联，主要还是出于位置及体积、散热的考虑。
另外，有些电容采用并联方式是出于对安全性的考虑，如行逆程电容采用多只并联，这是为了防止个别电容失容后导致逆程电压升高的安全措施。
还有，某些产品采用多只电容并联，是由于某种型号的电容库存过大，厂商为了消除库存就在一些型号的产品中使用了多只电容并联的方式，这其实与电路中所采取的技术措施无任何关系的，我们且不可被迷惑了！
总之一句话：在保证性能的基础上，制作商会千方百计地降低元件成本，使自己可以获取的利润最大！

附：
元件外表颜色：不要认为元件外表的颜色是制造商随意生产的，因为对于器件(如电阻、电容）的外观涂色是有规定的---与其温度系数有关，特定的颜色表示了该元件的温度系数。

[ 本帖最后由 轻风掠影 于 2008-11-9 11:10 编辑 ]
作者: g00d    时间: 2009-2-23 17:32

谢谢各位大侠指点，谢谢了。
作者: linguoping521    时间: 2009-2-23 23:02

长不少见识.谢谢了.



欢迎光临 『家电维修论坛 163DZ.COM』 (http://portal.163dz.com/bbs/) Powered by Discuz! 7.0.0