理论教育 电容器选用与代换的优化方案

电容器选用与代换的优化方案

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:在一些特殊的电路中,往往对电容器的电容量要求非常精确,此时应选用允许偏差在±0.1%~±0.5%范围内的高精度电容器。3)在低温条件下使用的电容器,应选用耐寒的电容器。13)使用可变电容器时,转动转轴时松紧程度应适中,有过紧或松动现象的电容器不要使用。

电容器选用与代换的优化方案

1.电容器的选用

(1)应根据电路要求选择电容器的类型

对于要求不高的低频电路和直流电路,一般可选用纸介电容器,也可选用低频瓷介电容器。在高频电路中,当电气性能要求较高时,可选用云母电容器、高频瓷介电容器或穿心瓷介电容器。在要求较高的中频及低频电路中,可选用塑料薄膜电容器。在电源滤波、去耦电路中,一般可选用铝电解电容器。对于要求可靠性高、稳定性高的电路中,应选用云母电容器、漆膜电容器或钽电解电容器。对于高压电路,应选用高压瓷介电容器或其他类型的高压电容器。对于调谐电路,应选用可变电容器及微调电容器。

(2)合理确定电容器的电容量及允许偏差

在低频的耦合及去耦电路中,一般对电容器的电容量要求不太严格,只要按计算值选取稍大一些的电容量便可以了。在定时电路、振荡回路及音调控制等电路中,对电容器的电容量要求较为严格,因此选取电容量的标称值应尽量与计算的电容值相一致或尽量接近,应尽量选精度高的电容器。在一些特殊的电路中,往往对电容器的电容量要求非常精确,此时应选用允许偏差在±0.1%~±0.5%范围内的高精度电容器。

(3)选用电容器的工作电压应符合电路要求

一般情况下,选用电容器的额定电压应是实际工作电压的1.2~1.3倍。对于工作环境温度较高或稳定性较差的电路,选用电容器的额定电压应考虑降额使用,留有更大的余量才好。

若电容器所在电路中的工作电压高于电容器的额定电压,电容器极易发生击穿现象,使整个电路无法正常工作。

电容器的额定电压一般是指直流电压,若要用于交流电路,应根据电容器的特性及规格选用;若要用于脉动电路,则应按交、直流分量总和不得超过电容器的额定电压来选用。

(4)合理选择电容器的损耗因数

电容器的损耗因数值依据介质材料的不同相差很大。损耗因数值对电路的性能(特别是在高频电路中)影响很大,直接影响整机的技术指标,因此,在高频电路中或对信号相位要求严格的电路中应考虑损耗因数值的大小。

(5)应根据电容器工作环境选择电容器

电容器的性能参数与使用环境的条件密切相关,因此在选用电容器时应注意:

1)在高温条件下使用的电容器应选用工作温度高的电容器。

2)在潮湿环境中工作的电路,应选用抗湿性好的密封电容器。

3)在低温条件下使用的电容器,应选用耐寒的电容器。这对电解电容器来说尤为重要,因为普通的电解电容器在低温条件下会使电解液结冰而失效。

(6)选用电容器时应考虑安装现场的要求

电容器的外形有很多种,选用时应根据实际情况来选择电容器的形状及引脚尺寸。例如,作为高频旁路用的电容器最好选用穿心式电容器,这样不但便于安装,又可兼作接线柱使用。

【重要提醒】

由于各类电容器的生产工艺相差比较大,因而价格也相差很大,在满足产品技术条件的情况下,尽量使用价格低的电容器,以降低产品成本

优先选用绝缘电阻大、介质损耗小、漏电流小的电容器。

2.电容器的使用及注意事项

1)在电容器使用之前,应对电容器的质量进行检查,以防不符合要求的电容器装入电路。

2)在设计元器件安装时,应使电容器远离热源,否则会使电容器温度过高而过早老化。在安装小容量电容器及高频回路的电容器时,应采用支架将电容器托起,以减少分布电容对电路的影响。

3)将有极性的电容器装入电路时,一定要注意它的极性不可接反,否则会造成漏电流大幅度的上升,使电容器很快发热而损坏。

有极性的电容器一般采用直标法标出标称容量及允许偏差、额定电压等,同时,还要标出引脚的极性,见表2-7。

表2-7 有极性的电容器引脚极性表示方式

978-7-111-50703-1-Chapter02-32.jpg

4)焊接电容器的时间不易太长,因为过长时间的焊接温度会通过电极引脚传到电容器的内部介质上,从而使介质的性能发生变化。(www.daowen.com)

5)电解电容器经长期存储后需要使用时,不可直接加上额定电压,否则会有爆炸的危险。正确的使用方法是,先加较小的工作电压,再逐渐升高电压直到额定电压,并在此电压下保持一个不太长的时间,然后再投入使用。

6)在电路中安装电容器时,应使电容器的标志安装在易于观察的位置,以便核对和维修,如图2-19所示。

7)电容器并联使用时,其总的电容量等于各容量的总和,但应注意,电容器并联后的工作电压不能超过其中最低的额定电压。

8)电容器的串联可以增加耐压。如果两只容量相同的电容器串联,其总耐压可以增加一倍;如果两只容量不等的电容器串联,电容量小的电容器所承受的电压要高于容量大的电容器。

978-7-111-50703-1-Chapter02-33.jpg

图2-19 安装在PCB上的电容器标示符号要易于看到

9)有极性的电解电容器不允许在负压下使用,若超过此规定时,应选用无极性的电解电容器或将两个同样规格的电容器的负极相连,两个正极分别接在电路中,此时实际的电容量为两个电容器串联后的等效电容量。

10)当电解电容器在较宽频带内作滤波或旁路使用时,为了改变高频特性,可为电解电容器并联一只小容量的电容器,它可以起到旁路电解电容器的作用。

11)在500MHz以上的高频电路中,应采用无引线的电容器。若采用有引线的电容器,其引出线应愈短愈好。

12)几只大容量电容器串联作滤波或旁路使用时,电容器的漏电流会影响电压的分配,有可能会导致某个电容器击穿。此时可在每只电容器的两端并联一阻值小于电容器绝缘电阻的电阻器,以确保每只电容器分压均匀。电阻器的阻值一般在100kΩ~1MΩ之间。

13)使用可变电容器时,转动转轴时松紧程度应适中,有过紧或松动现象的电容器不要使用。除此之外,有碰片现象或短路的电容器也不应使用。

14)使用微调电容器时,要注意微调机构的松紧程度,调节过松的电容器的容量不会稳定,而调节过紧的电容器极易发生调节时的损坏。

【重要提醒】

(1)注意电路图上电容器容量的标注

读者在看电路图时,由于电容器的容量范围很广,与电阻器一样,容量也采用系列化标称值。所不同的是,电阻器因其实用单位都大于或最小等于Ω,故阻值是系列值乘以100以上的正倍率后得出。电容器的实用单位都小于F,故容量是系列值乘以100以下的负倍率后得出,一般为几pF到几千μF。在电路图中,为了简便起见,通常把10000pF以下的容量不标“pF”(如5100pF标作5100);10000pF以上1000000pF(即1μF)以下不标“pF”或“μF”[如10000pF(即0.01μF)标为0.01;150000pF(即0.15μF)标为0.15];1μF以上不标“F”,如4.7μF标为4.7μ,2500μF标为2500μ。

(2)电容器的容抗

电容器只允许交流电流通过,且具有隔断直流的作用,这是它的最大特点。实际上,交流电流流过电容器时,电容器也是有一定容抗的。容抗的大小与交流信号频率及电容容量成反比。也就是说,频率越高,容量越大,电容器对交流信号的容抗越小。

3.电容器的代换

电容器损坏后,原则上应使用其类型相同、主要参数相同、外形尺寸相近的电容器来更换。但若找不到同类型的电容器,也可用其他类型的电容器代换。

(1)普通电容器的代换

普通电容器中,玻璃釉电容器和云母电容器一般用于高频和超高频电路;涤纶电容器和瓷介电容器一般用于中、低频电路。

玻璃釉电容器或云母电容器损坏后,也可用与其主要参数相同的瓷介电容器代换。纸介电容器损坏后,可用与其主要参数相同但性能更优的有机薄膜电容器或低频瓷介电容器代换。

(2)电解电容器的代换

电解电容器中的铝电解电容器一般用于电源电路、中频电路、低频电路;非固体钽电解电容器一般用于通信设备及高精密电子设备的电路;无极性铝电解电容器一般用于音箱分频电路、电视机失真校正电路、电动机起动电路等。

对于一般电解电容器,可以用耐压值较高的电容器代换容量相同但耐压值低的电容器。

用于信号耦合、旁路的铝电解电容器损坏后,可用与其主要参数相同但性能更优的钽电解电容器代换。电源滤波电容器和退耦电容器损坏后,可以用较其容量略大、耐压值与其相同(或高于原电容器耐压值)的同类型电容器更换。

(3)可变电容器的代换

可变电容器主要用于调谐电路,代换时,相关参数都要符合应用电路的要求。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈