损耗率
电容器的损耗率是电容器一周期内转化成热能的能量与它的平均储能的比率,通常用百分数表示。电容器转化成热能的能量主要由介质损耗的能量和电容所有的电阻所引起的能量损耗,在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏电阻损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏电阻有关,而且与周期性的极化建立过程有关。有些电容器如电解电容在交流信号下工作损耗随频率迅速增加
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损耗率
电容器的损耗率是电容器一周期内转化成热能的能量与它的平均储能的比率,通常用百分数表示。电容器转化成热能的能量主要由介质损耗的能量和电容所有的电阻所引起的能量损耗,在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏电阻损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏电阻有关,而且与周期性的极化建立过程有关。有些电容器如电解电容在交流信号下工作损耗随频率迅速增加,只能在直流或低频工作。电容器是一个密封体,如果密封不严,空气、水分和杂质会渗入其中而使其绝缘性能下降,甚至导致绝缘击穿。
优点 缺点
1. 循环寿命长 1. 低能量密度
2. 高功率密度 2. 线性下降的放电电压
3. 可充放电 3. 自放电强
4. 安全 4. 低输出电压
5. 工作温度范围广
表格来源,Maxwell Technologies, Inc.
关于超级电容器,有一本很经典的书籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。要想详细了解电容器知识的小伙伴可以仔细阅读一下该书籍。这里主要基于文献阅读的形式来介绍一下电容器的相关知识。测试操作时,先用两表笔任意触碰电容的两引脚,然后调换表笔再触碰一次,如果电容是好的,万用表指针会向右摆动一下,随即向左迅速返回无穷大位置。
电容器两板间的电压正比于电容器所带的电荷量,设开始充电之前电容器不带电,图6.12中的斜线是电容器两板间的电压和电容器所带电荷量的关系曲线。充电结束时,电容器所带电荷量为Q,电容器两板间的电压等于电源电动势U=E电动势。在斜直线下面的两个窄竖长方形的高度为在当前电容器带电q时电容器两板间的电压U,窄竖长方形的宽度为设想在电压U之下又充入的小电荷量Δq,窄竖长方形的面积为在充入小电荷量Δq的过程中电源对电容器做的功UΔq。如果把整个充电过程用很多个窄竖长方形表示,所有窄竖长方形面积之和即近似等于整个充电过程中电源对电容器做功之和。窄竖长方形的个数越多,其面积之和就越接近斜直线下的三角形面积,所以可知在整个充电过程中电源对电容器做的功为斜直线下的三角形面积,即W= 1/2*QE电动势,此即为电容器储存的能量。在整个充电过程中电源电动势做功QE电动势,即图6.12中为以斜直线为对角线的矩形面积。电源电动势做功QE电动势与电容器储存的能量W=1/2*QE电动势之差为图6.12中斜直线上方的三角形面积。由于制造工艺的原因,会造成大电容的分布电感比较大,导致高频性能不好,而小电容则刚刚相反,So,如果为了让低频、高频信号都很好地通过,那么就可以采用一个大电容再并上一个小电容的方式(其实这已经是司空见惯的PCB布局之一了)。
在高频PCB板级EMC设计时,电容通常被选择作为抑制元件,因为在产品构成之后它们是容易安装型的——将它们在一个接收1器中或一个PCB上的两个终端简单地焊接起来,通过这种方式提供一个低阻路径去转移噪声电流。例如在产品外围电缆的信号线和回路线之间可以放置一个电容,这样做是为了转移高频噪声电流并且防止它出现在外围电缆上,否则它的辐射效率将相当大。一个经验法则是:对于转移噪声电流。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容(1000μF,注意正极接正极),一般可以改善效果。
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