电容杂谈

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摘要

 电容的功能及应用，不同种类的电容特点

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工作上遇到一件怪事：某主板在生产线发生某一钽电容烧毁的现象。

经了解，在主板生产厂家有也有此问题。查售后服务数据，在终端市场也有此现象的主板退回。最后调查发现：由于设计工程师在选取电容时，未能留足电容的耐压等级。

经过此案例的调查，我对电容的功能有了更深的了解。分享如下：

1，电容的作用简述为：隔直通交，即交流电可以通过，直流电不能通过。

    它在电路中的应用功能上分，有好几类，但从拓扑结构上来说：并联和串联二种。

    当它用于串联电路时，都是利用“通交”的功能，将前级的信号耦合到后级。

    当它用于并联电路时，也是利用“通交”的功能，将电路中的交流信号从并联的支路上先走过，即过滤功能，此时也有“隔直”的作用。经过此过滤，后面电路中的电压就稳定了。

    如果用于电源的稳定，就叫滤波电容。

    如果用于信号的稳定，就叫旁路电容。

2，电容用作滤波时，它相当于“蓄水池”，在电路中提供一个缓冲作用，看上去就是提供了稳定的电压。代表应用：在整流后的滤波。如果电路的能量太大（电流*电压的值）这个电容的容值就要做得很大，以满足滤波的功能。比如在变频器中用的“Power Pole”模块，它在整流的后面，以并联方式接入到电路中，在它后面的电压相对就平稳一点，满足逆变的需要。

3，作为信息耦合用，这种情况，主要用于高频信号传输的电路中。这个时候，电容的容值相对地比较小，以满足高频信号的快速地通过充放电，将信号从电容一边传递到另一边。另外由于电路中电容起到隔离的作用，这样就不担心前后二级信号之间出现电压干扰的情况。典型的应用就是高速数据传输接头上，安装的隔离电容。此时，以“串联”方式接入到电路中。

4，MLCC（多层陶瓷电容）：个头可以做得很小，通常用贴片(SMT)形式，也有分立元件中用的陶瓷电容。使用SMT电容时，如果有机械应力残留，易导致它在以后发生开裂。避免压力残留的办法有：焊接采用reflow，手工焊接时，要用热风枪吹，不建议用烙铁焊。在分板时，如果不注意，也有机会导致电容开裂。（不可以“扳”的方法分板。V-cut也有机会，routing铣也有机会。因为PCB板的纤维布拉扯导致电容分板时受力。）

5，电解电容：电解液容易随时间长而干，电解液干了电容的容值就会降低。它的电容密度相对可以做得大，但比不了钽电容。但它的优势：1，电容的容量可以做得很大很大很大。钽电容的容值就不可以做得太大。2，原材料便宜，可以工业化大规模生产，价格就便宜了。钽电容价格贵。

6，关于钽电容，它的特点是：电容密度大，同样的容值下，它的体积会比MLCC，电解电容，薄膜电容等小。这样就为它的应用提供了更大的优势：适用于器件的小型化。由于它也有极性，使用场合只能用于极性电路，对于交流电场合不适用。它有一个弱点：上电时会发生烧毁的问题，电容厂家通常都推荐只用其标称耐压值的一半。有贴片或者引脚的形式。它的温度特性好，常温下，电容值不变。它的劣势：电容容量不可以做得太大，而且价格贵。

7，金属薄膜电容，电容个头比较大，在现在这种小型化的时代，它的应用场合爱到限制。但可以很耐压，相对也很可靠，价格也比较便宜。

8，由于钽电容本身的高容量密度，导致它在烧毁一瞬间，里面的存储的能量释放时，会火花四迸。很是吓人。

（图片来源于网络）

9，平时在工厂里，只是按图纸操作，对各种电容的容量没有概念，特地收集三种电容，放在一起做比较。可以看出不同种类的电容容量与体积的关系。另外：电容的容量与它的耐压有关系。