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电解电容器的工作原理详解
- 2019-03-23 -

所谓东莞电解电容器,就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电, 当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。

钽电容器工作原理是通过在电极上储存电荷储存电能,通常与电感器共同使用形成LC振荡电路。电容器工作原理是电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电容器与电池类似,也具有两个电极。在电容器内部,这两个电极分别连接到被电介质隔开的两块金属板上。电介质可以是空气、纸张、塑料或其他任何不导电并能防止这两个金属极相互接触的物质。电容器上与电池负极相连的金属板将吸收电池产生的电子。 电容器上与电池正极相连的金属板将向电池释放电子。 充电完成后,电容器与电池具有相同的电压(如果电池电压是1.5伏特,则电容器电压也是1.5伏特)。

充放电的原理简单地说就是使电容的两极带电或放电,即电荷扩散。充放电电容应串联、并联接地均可;它是电容其它性质的基础。隔直通交的现象即是充放电的体现,如果是直流电,充完了就停止了,电容带电;如果是交流电,就是不断地充电放电。完成交流电的传递。隔直通交在电路上需要传递交流信号,电源滤波,隔断直流等地方用到。电容的充放电是其它性质的基础。滤波有两种,一种是电源滤波,这是比较明显的充放电,可以将其看成是一个容器。另一种是信号滤波,就是交流电的情况,也是在交流电极性改变过程中不断线充放电,才能通过交流电,如果不是电容两棚的电荷量随其改变,再怎么交流电也不能通过的。总之,充放电是电容的基本的、基础的性质电容的作用:作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种: 应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用,下面分类详述之旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放 电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大 电流毛刺时的电压降。 去藕 去藕,又称解藕。从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上 升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对 于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。 将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防 途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10uF或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动 电流的变化大小来确定。 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3)滤波 从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率 高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电 容越大低频越容易通过,安规电容器越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。