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电容的基本原理、工艺结构及应用选型

来源: 电力电子技术与新能源
2022-06-09
类别:设计应用
eye 49
文章创建人 拍明芯城

原标题:电容的基本原理、工艺结构及应用选型

电容的基本原理、工艺结构及应用选型如下:

一、电容的基本原理

电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,国际单位是法拉(F)。电容的工作原理是通过在电极上储存电荷来储存电能。当电荷在电场中受力移动时,由于导体之间有了介质,电荷的移动受到阻碍,从而在导体上累积,形成电荷的累积储存。电容的符号是C,它反映了电容器容纳电荷的能力。

二、电容的工艺结构

电容的生产工艺主要包括材料选择、成型、制造和装配等环节。

  1. 材料选择:电容的内外极板一般采用金属材料,如铝、钽、镍和银等。铝电解电容使用铝箔作为极板,而钽固体电解电容则使用钽金属作为极板。电路板上制造的表面贴装电容则使用电解液冶金技术将金属化合物沉积在极板上。

  2. 成型:对于铝电解电容,成型工艺主要是将铝箔经过电解氧化处理,在表面形成保护层,提高电容器的耐压能力。钽电容的成型工艺则是将钽金属箔片经过氧化、漫过硅酸等工序,形成致密的氧化钽薄膜。

  3. 制造:制造过程包括金箔制备、薄膜形成、注液和封装等步骤。在极板上涂敷电介质液体,如电解液或组成电介质的液体,然后将制成的极板进行叠放,紧密贴合,形成电容的结构。

  4. 装配:装配是将已经制造好的电容安装到电子设备中的焊接过程。焊接通常使用锡膏和热风枪,将电容与电路板焊接在一起,确保电容与其他元件的电连接。

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三、电容的应用选型

电容的选型需要考虑多个因素,包括容量、耐压值、耐温值等。

  1. 容量:电容的容量,即储存电荷的容量,其基本单位为法拉(F)。但在实际应用中,我们常见的是微法(μF)、皮法(pF)等单位。容量的选择应根据电路的具体需求来确定。

  2. 耐压值:耐压值是指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值。不同的电容有不同的耐压值,一般在6.3V~16V之间。

  3. 耐温值:耐温值表示电容所能承受的最高工作温度。一般的电容耐温值为85℃或105℃,而CPU供电电路旁边的电容耐温值多为105℃。

除了上述三个主要因素外,还需要考虑其他指标,如ESR(等效串联电阻)等。ESR表示电容器的内部电阻,它会影响电容器的性能。一般来说,ESR越小,电容器的性能越好。

此外,在选型时还需要考虑电容的封装形式、尺寸等因素,以确保电容能够顺利安装到电路板上。

总之,电容在电子、电力等领域有着广泛的应用,是不可或缺的电子元件之一。了解电容的基本原理、工艺结构及应用选型,对于电子工程师和电路设计者来说至关重要。


责任编辑:David

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