一个世界
发表于 2008-5-17 11:33:11
走出大电容误区
最进先改进下显卡,便打起了电容的主意
问题:上次,硬把6200A改成6600,欣喜可以进系统,可是花屏...不知道如
果显卡换个比本来耐压值较大的电容,体质会不会有所改进。便找到那下面这
些.
电容是板卡设计中必用的元件,其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一
个很重要的方面。
①电容的功能和表示方法。
由两个金属极,中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流,因
此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数
字表示,比如C8,表示在电路中编号为8的电容。
②电容的分类。
电容按介质不同分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有
机固体介质电容电解电容。按极性分为:有极性电容和无极性电容。按结构可
分为:固定电容,可变电容,微调电容。
③电容的容量。
电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,容抗
与交流信号的频率和电容量有关,容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C
表示电容容量)。
④电容的容量单位和耐压。
电容的基本单位是F(法),其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(
nF)、皮法(pF)。由于单位F 的容量太大,所以我们看到的一般都是μF、nF
、pF的单位。换算关系:1F=1000000μF,1μF=1000nF=1000000pF。
每一个电容都有它的耐压值,用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有:
63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低
,一般标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V
、220V、400V等。
⑤电容的标注方法和容量误差。
电容的标注方法分为:直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容,多
采用直标法。如果是0.005,表示0.005uF=5nF。如果是5n,那就表示的是5nF。
数标法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是
10的多少次方。如:102表示10x10x10 PF=1000PF,203表示20x10x10x10 PF。
色标法,沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一、二种环表示
电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF)。颜色代表的数值
为:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示,允许误差分别对应为±1%、±
2%、±5%、±10%、±15%、±20%。
⑥电容的正负极区分和测量。
电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆,涂颜色的半圆
对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。
当我们不知道电容的正负极时,可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并
不是绝对的绝缘体,它的电阻也不是无限大,而是一个有限的数值,一般在
1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容
的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)
时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。反之,则电解电容的漏电流增加(
漏电阻减小)。这样,我们先假定某极为“+”极,万用表选用R*100或R*1K挡
,然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相
接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),对于数字万用表来说可以直接
读出读数。然后将电容放电(两根引线碰一下),然后两只表笔对调,重新进
行测量。两次测量中,表针最后停留的位置靠左(或阻值大)的那次,黑表笔
接的就是电解电容的正极。
⑦电容使用的一些经验及来四个误区。
一些经验:在电路中不能确定线路的极性时,建议使用无极电解电容。通过电
解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值,需选用耐大纹波电
流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候,
电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离,以防止过热造成塑料套管破裂。
并且焊接时间不应超过10秒,焊接温度不应超过260摄氏度。
四个误区:
●电容容量越大越好。
很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大,为IC
提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大,增加成
本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感,电容放电回
路会在某个频点上发生谐振。在谐振点,电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗
最小,补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时,放电回路的阻抗开始
增加,电容提供电流能力便开始下降。电容的容值越大,谐振频率越低,电容
能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来
说,电容越大越好的观点是错误的,一般的电路设计中都有一个参考值的。
●同样容量的电容,并联越多的小电容越好,
耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数,对于ESR自
然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定
时候,容量越大,ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空
间的限制,这样有的人就认为,越多的并联小电阻,ESR越低,效果越好。理论
上是如此,但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗,采用多个小电容并联,效果并
不一定突出。
●ESR越低,效果越好。
结合我们上面的提高的供电电路来说,对于输入电容来说,输入电容的容量要
大一点。相对容量的要求,对ESR的要求可以适当的降低。因为输入电容主要是
耐压,其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说,耐压的要求和容量
可以适当的降低一点。ESR的要求则高一点,因为这里要保证的是足够的电流通
过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR电容会引起开关电路振荡
。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中,这里一般有一个参考
值,此作为元件选用参数,避免消振电路而导致成本的增加。
●好电容代表着高品质。
“唯电容论”曾经盛极一时,一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖
点。在板卡设计中,电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比
一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样,一味的采用高价电容,不一定能做
出好产品。衡量一个产品,一定要全方位多角度的去考虑,切不可把电容的作
用有意无意的夸大.