電路設(shè)計中常用的電容種類有鋁電解電容、鉭電容、陶瓷電容、OSCON固態(tài)電容和薄膜電容。其中,薄膜電容具有較小的公差、較高的容量、較高的穩(wěn)定性和極低的壓電效應(yīng),是X、Y安全電容的。鋁電解電容、鉭電容和OSCON固態(tài)電容是極性電容,使用時要注意正負極,陶瓷電容是非極性電容。
鋁電解電容的特點是容量大,但是漏電大、誤差大、穩(wěn)定性差,常用于交流旁路濾波、低頻濾波電路。有正負之分,使用時不能接反,容值范圍0.1~22000uF。鋁電解電容的耐壓是在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi),電容可長期可靠工作時的最大直流電壓。如果是工作在交流狀態(tài),那么交流電壓的最大值不能超過電容的耐壓值。在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。鋁電解電容由于內(nèi)部采用液態(tài)電解液,在產(chǎn)品使用過程中,內(nèi)部電解液會逐漸干涸,電容的標(biāo)稱容量會慢慢變小,導(dǎo)致濾波效果大大縮水。電解液也導(dǎo)致鋁電解電容溫度特性也不好。因此不能應(yīng)用在環(huán)境苛刻、設(shè)備壽命長的設(shè)計中。鉭電容其實也是電解電容的一種,區(qū)別是鉭電容使用鉭作為介質(zhì),固態(tài)鉭由于性能優(yōu)良,工作溫度范圍寬。因此,鉭電容適合在高溫下工作,高頻濾波性能好,體積小容值大,在高速PCB的電源設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用,容值范圍2.2~560uF。鉭電容使用時的正負極要連接正確,反接會導(dǎo)致電容發(fā)熱損壞。鉭電容的耐電壓能力和耐電能力較弱,在使用時,鉭電容的工作電壓要降額至少50%,若鉭電容后所接的是感性負載、瞬態(tài)工作電流很大的情況下,鉭電容的工作電壓要降額至少70%。陶瓷電容以陶瓷作為電介質(zhì),具有尺寸小、低ESR、低成本和高紋波電流能力等優(yōu)點,常用的陶瓷電容容值范圍0.5pF~100uF。陶瓷電容在電源完整性的去耦中得到了廣泛應(yīng)用。OSCON是三洋公司生產(chǎn)的一種性能較好的電解電容,可以做到小型化、大容量及等效串聯(lián)電阻小、使用壽命長的特點,適用作轉(zhuǎn)換電流平滑電容器和清除各種噪聲的電容器。綜上所述可知,鋁電解電容容量大、額定電壓高,但適應(yīng)工作溫度環(huán)境較差,適用于低頻濾波場合;鉭電容具有較好的溫度特性,具有較小的ESR和ESL,高頻濾波特性較好,但承受沖擊電壓和沖擊電流的能力不行,一般設(shè)計要降額50%以上使用;陶瓷電容具有體積小、價格低和穩(wěn)定性好的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于電源的高頻濾波中,但是容值較小。
電感會抵制電流的變化,主要作用是濾除高頻諧波,通直流、阻交流;保持器件工作電流的穩(wěn)定。比如主芯片各端口的邏輯狀態(tài)高速切換產(chǎn)生的高頻噪聲可用LC低通濾電路濾除,再如電源部分會有大幅度的電流變化,采用電感可阻礙電流的變化,保證電源輸出端輸出穩(wěn)定的電流。
電感根據(jù)使用場合可分為電源電感、低頻信號電感和高頻信號電感。電感選型時還需要考慮電感值、直流電阻、額定電流和諧振頻率。
電感在焊接時一般有溫度要求,如下圖所示。人工焊接時,一般要求烙鐵頭溫度在350℃以下,焊接在3s內(nèi)完成。
從上表中從左到右分別是電感的感值(nH)及精度范圍(Tolerance)(測試感值時的頻率,上表中為100MHz),Q值最小值(Qmin)、Q值測試時的頻率、自諧振頻率出現(xiàn)時的最小頻率、電感直流電阻的最大值和典型值、額定電流,根據(jù)這些參數(shù)可以確定此類電感是否滿足設(shè)計需求。
在選型中可以看出,一般電感值越大,對應(yīng)的直流電阻越大,對應(yīng)的諧振頻率越小,對應(yīng)的額定電流越小。