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          pcb設計之電容

          time : 2019-03-06 10:21       作者:凡億pcb

          1.pcb設計之電容的構造和特性
          給導體加電位,導體就帶上電荷。但關于相同的電位,導體包容電荷的數量卻因它自身構造的不同而不同。導體可以包容電荷的才能稱為pcb設計之電容。 通常,某導體包容的電荷Q(庫侖)與它的電位V(伏特,相關于大地)成正比,即有, 所以
          C就是該導體的pcb設計之電容量。pcb設計之電容的單位是法拉(F)。
          在兩塊平行的金屬板之間插入絕緣介質,且引出電極就成為了pcb設計之電容器。它的電路符號,分別為有極性pcb設計之電容和無極性pcb設計之電容。
          若給pcb設計之電容器充電,pcb設計之電容器的兩極板上就會積聚電荷。給pcb設計之電容量為C的pcb設計之電容器以恒定電流強度I充電表示圖。假定pcb設計之電容器初始不帶電荷,即它兩端的初始電壓等于零。我們回想電流的定義:電荷在導體內活動構成了電流,單位時間內流過導體橫截面的電荷量稱為電流強度,即有,則,又因在pcb設計之電容器中有,故,所以。
          即pcb設計之電容量為C的pcb設計之電容器在恒定電流強度I的作用下,兩端電壓V隨時間t線性上升。
          pcb設計之電容器兩端的電壓越高則所包容的電荷就越多,即儲能就越大。但pcb設計之電容器兩極板間絕緣介質的耐電強度是有限的,若兩極板間的電場強度太高,就可能將絕緣介質擊穿,從而使pcb設計之電容器短路。因而在應用中要統籌pcb設計之電容器的耐壓。
          結論:pcb設計之電容器在電路中有包容電荷的作用,也即存儲能量的作用。pcb設計之電容器存儲能量是需求時間的,因而pcb設計之電容器兩端電壓不能突變。且pcb設計之電容量越大,可存儲的能量就越多。pcb設計之電容器最重的兩個參數是它的pcb設計之電容量和耐壓。
          2.RC充放電回路
          電路是以一個RC充放電回路表示圖。假定pcb設計之電容器兩端的初始電壓為零,開關K與1端接通的霎時,電源經過電阻R對pcb設計之電容器充電,此時pcb設計之電容器的充電電流為最大E/R,若持續以這個電流充電,則VC的上升曲線是一條線性的直線。
          但是因在整個充電過程中充電電流為,故隨著VC的上升,充電電流強度IC逐步減小,則VC上升的幅度也逐步變小,直到上升至電源電壓E,同時充電電流為0。這樣使實踐的VC上升曲線。VC是按指數規律上升的,它隨時間t變化的表達式為:
          其中,為時間常數。
          能夠看出串聯電阻R越大,充電電流就越小,則充電時間就越長;pcb設計之電容量C越大,所需求的電荷就越多(即儲能越多),充電時間也就越長。
          當pcb設計之電容充溢電后,VC等于E。此時開關K與2端接通,則pcb設計之電容器經過R放電,放電電流為,VC逐步降低。在接通2端的霎時,放電電流為最大,但隨著VC的降低,放電電流也逐步降低,直至VC為0V,放電電流也為0。這樣以來,pcb設計之電容放電時VC的降落曲線。
          3.pcb設計之電容的容抗
          在電路中pcb設計之電容有一個很重要的作用,就是通交流、隔直流。若一個直流電壓加在pcb設計之電容的一端,則pcb設計之電容穩定后(即充放電過程完成后),在pcb設計之電容的另一端不能感遭到這個電壓,即直流被隔開,這一點我們從RC充放電回路也能夠看出來;若輸入Vi是一個交流信號,則Vo會輸出同頻率的交流信號,且輸入交流信號頻率越高,輸出Vo的幅度就越大,即交流信號經過了這個pcb設計之電容。
          其實我們能夠這樣來了解,交流信號的幅度和方向都是隨時間變化的,而pcb設計之電容對電壓的反響是有隋性的,即它兩端的電壓不能突變。當pcb設計之電容器一個極板的電位隨輸入信號變化較快時,pcb設計之電容器兩端的電壓變化較慢,則惹起它的另一個極板的電位也跟著以同樣的方式變化。這樣以來,固然有一些損失(pcb設計之電容兩端電壓畢竟變化了一點),但也相當于交流信號經過了這個pcb設計之電容器。而且,輸入信號變化的越快(即頻率越高),pcb設計之電容器容量越大(即它兩端的電壓變化越慢),就越容易經過。
          pcb設計
          4.pcb設計之電容的濾波作用
          應用pcb設計之電容的特性我們能夠制造濾波器。電路就是一個高通濾波器,即輸入信號頻率越高則越容易經過,頻率越低越不容易經過,不允許直流經過,這樣就可濾除信號中的低頻率成份。相反電路則是一個低通濾波器,它能夠濾除信號中的高頻成份。
          (a)高通濾波器 (b)低通濾波器
          5.常用pcb設計之電容器的分類
          pcb設計之電容的選取要謹慎,普通可選擇較知名的pcb設計之電容品牌,如TDKpcb設計之電容、國巨pcb設計之電容等,作為質量的保證。
          (1)鋁電解pcb設計之電容
          鋁電解pcb設計之電容為有極性pcb設計之電容,在電路中它的“+”極必需要接電位較高的一端。
          優點:容量大,能耐受大的脈動電流。
          缺陷:容量誤差大,走漏電流大;普通電解pcb設計之電容器不適于在高頻和低溫下應用,不宜運用在25kHz以上頻率。
          用處:低頻旁路、信號耦合、電源濾波。
          (2)鉭電解pcb設計之電容
          鉭電解pcb設計之電容也為有極性pcb設計之電容。
          優點:溫度特性、頻率特性和牢靠性均優于普通電解pcb設計之電容器,特別是漏電流極小,壽命長,容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到最大的pcb設計之電容電壓乘積。
          缺陷:對脈動電流的耐受才能差,若損壞易呈短路狀態,價錢較高。
          用處:在許多場所可替代鋁電解pcb設計之電容,用于超小型高牢靠性設備中。
          (3)單片陶瓷pcb設計之電容
          是目前用量較大的pcb設計之電容。
          優點:溫度和頻率穩定性都很好,損耗低,壽命長。
          缺陷:不能做成大容量pcb設計之電容。
          用處:高頻濾波、振蕩和耦合等。