2.电容(常见元器件及电路基础知识)

一.电容种类

1.固态电容

这种一般价格贵一些,ESR,ESL比较低,之前项目400W电源用的就是这个,温升能够很好的控制

2.铝电解电容

这种一般很便宜,ESR,ESL相对大一些,一般发热量比较大,烫手。

这种一般比上一个贵一点,但低于固态电容的价格,ESR,ESL相对上一个小一些,温度适中。

3.MLCC电容

一般被当作去耦和旁路电容使用,封装较小,具体规格与上一个电阻篇一致

4.钽电容

一般降额使用,个人使用不多。

二.电容参数

1.容值,耐压,精度和封装

耐压:一般要计算可能由于LC震荡产生的尖峰电压,然后要留20%左右冗余。

2.ESR

实际买到的电容不会是理想电容,总会以为导线的寄生参数,和制造工艺等等会产生ESR,ESL问题。

对于电容,其实本质就是一个能量蓄水池。玩过城市天际线的都知道有个蓄水池,其实每个小区不都有这个嘛。城市的水库会源源不断泵水到小区的蓄水池,然后再分配到各家各户。当小区蓄水池水位低,就像水库要水;但水位过高反过来可能会补充水库的水。

而ESR相当于管道损耗,管道越长,ESR越大,损耗越多。反之则不然。

3.ESL

而ESL更多的类似于管道的口径。因为电容不是通交隔直嘛,阻碍电压的变化。而电感则是通直隔交,阻碍电流的变化。

ESL越大,口径越小,电流变化越慢,也就是给电容充电速度越慢。

三.基本功能

1.去耦

简单举个例子

锂电池充电模组(可救活低电压电池)https://oshwhub.com/jhx275816/tp4056-chong-dian-mo-zu

该板子具体思路很简单:就是大疆TPS54540方案(DCDC模组)降压为5V/5A,去驱动五个TC4056并和一个IP5306芯片。

众所周知,欧姆定律不是真实的物理规律,电阻会阻碍电子的流动。同时也要知道DC直流电并不是平滑的一条直线。

那么我将五个TC4056和IP5306分别编号为ABCDEF,当其中A开始给锂电池充电时,DCDC模组输出的电压就会由一条相对平滑的输出线,出现下滑(出现波动),这样会给总线(5V)上带来噪声,为了降低影响,在每个编号前加0.1uf10uf电容(用于在电源线上的瞬态干扰期间快速提供电流),利用其良好储能作用,将波动抑制。

还有一个去耦半径,就是可以简单理解为,能量的吸收与释放是在一个范围里的,自己小区的蓄水池很难区补给英国小区的蓄水池。

2.旁路

旁路电容则是滤除高频的干扰,一般为0.1UF,10UF这样的小电容。

电容特性通高阻低,容值越大,特性越强;小电容则相反。

3.滤波

4.储能

四.RC积分电路

Q=CV

V=VC(电容两端的电压)

电容上的电荷Q是电流对时间的积分:

串联电路中iR=iC

所以

然后一般工程上认为3-5  * RC为电容冲电或者放电时间。

参考文献:

硬件基础元器件【2.电容篇】_电容等效模型-CSDN博客

硬件皮毛(RC电路)

RC放电电路

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