为什么要使用极化电容器?


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我想知道极化电容器是否具有在某些电路中使用的优势?

例如,在BISS001 PIR控制器IC的示意图中,在某些地方使用了极化电容器,在某些地方使用了非极化电容器。

我可以使用具有相同电压和电容的非极化电容器代替这些极化电容器吗?

参考文件:

  1. BISS001数据表
  2. HC-SR501被动运动探测器数据表
  3. Grove-PIR运动传感器EasyEDA链接

从您的回答中我了解到的是为什么要使用电解电容器,为什么要极化。

但是,该电路的设计人员可以使用非极化电容器,甚至极化电容器。是真的吗 由于(Grove-PIR运动传感器)模块使用极化钽电容器。

我想知道极化电容器是用于电路保护还是有其他原因(与电容器的类型无关)。

如果在这些电路中将这些电容器替换为非极化电容器,是否会有问题?


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这不是因为我们希望它们两极化,而是它们被极化是其制造方式的结果。
炉边

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在10uF〜22uF的范围内比较电解盖与陶瓷(或薄膜)盖的价格(在考虑了偏置电压降额的情况下),您将得到其中一个原因。
Wesley Lee

提供一定极性绝缘的非常薄的氧化物层提供了非常紧凑的储能模块。只是将那些有用的电解电容器看作是自组装纳米技术的早期版本;制造过程中会形成非常薄的氧化物层:该氧化物是GROWN或FORMED。
Analogsystemsrf

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Is there a problem if these capacitors are replaced with non-polarized capacitors in this circuits?-不,没有问题。但是,您可能会发现很难找到相同规格的非极化电容器。非极化电容器通常在nF范围内,通常额定用于低压(5V或更低)。如果您想要以uF或mF为单位的东西和/或额定为数十伏的东西,则必须使用极化电容器
slebetman

4
@slebetman“非极化电容器通常额定用于低压(5V或更低)”-实际与您所说的相反。
德米特里·格里戈里耶夫

Answers:


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我可以使用具有相同电压和电容的非极化电容器代替这些极化电容器吗?

从电学角度来讲,非极化电容器总是比极化电容器更好。 是的,您始终可以使用额定值完全相同的无极性电容器来替换。

但是这里隐藏着一个假设: Provided you can find one that's physically small enough to fit on your board and cheap enough to fit in your budget.而您做不到的事实是我们使用极化帽的唯一原因。

我假设,如果我们学会制造与电解电容器一样便宜和致密(每容量的容量)的非极化电容器,则极化电容器将消失。

旁注-电压和电容不是电容器的唯一电气参数。它们足以满足理想电容器的需求,但现实世界却带来了其他丑陋的指标。像ESR一样,具有温度或电压的电容系数,频率响应等。如果替代技术不同,围绕特定技术的怪癖设计的电路可能会失效。即使太好也会造成麻烦,例如。高ESR电容自然可以控制峰值电流,因此用理论上优越的低ESR部件代替可能会引起整体爆炸。添加ESR很简单-但这不再是直接替代,而是电路的重新设计。因此,我们不会用其他东西代替电解质,这并不是因为极化很重要,这只是一个麻烦。我们保留它们是因为有许多其他参数,这些参数不如C,V和极化明显。


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还应该注意的一件事是,在电容器的频率响应很重要的应用中,您不能只用一种替换另一种,因为它们可以在不同的频率范围内正常工作。例如,例如噪声滤波器。
nshct

@nshct这就是我所说的“其他丑陋指标”的意思
:)

:建议:添加到您的回答关于ESR链接avnet.com/wps/portal/abacus/resources/engineers-insight/article/...
主宰

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电容器的物理尺寸是电介质厚度(除其他因素外)的函数。

早期发现,某些金属(特别是铝和钽)的氧化物可以形成良好的电介质,并且可以通过化学过程制得非常薄-比蜡/油纸和塑料薄膜等其他电介质要薄几个数量级。 。因此,发明了电解电容器以在合理的体积中提供高电容。

不幸的是,化学过程要求电容器两端的电压必须只有一个极性,因此这些电容器是“极化的”。极性反转会降低并最终破坏氧化层。为了利用这项技术,我们只是必须忍受这一点。


在非极性技术(例如多层陶瓷)中生产高价值电容器的能力意味着,现在可以在以前只能使用极化电容器的地方使用它们。尽管您可能需要考虑要使用的技术的一些怪癖,但是进行这种替代通常没有问题。

例如,某些高K(高介电常数)陶瓷表现出明显的电容随电压变化。这在耦合或旁路应用中可能是可接受的,但在滤波器设计中则完全不可接受。


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在特定的用例中,用MLCC零件替换钽器件会产生不幸的后果:在某些(较旧的)LDO稳压器的输出端,该稳压器要求一定的最小输出ESR。它可以做,但有些护理是必要的。
彼得·史密斯

很好的答案!我试图弄清楚是否在问“为什么用某些金属(特别是铝和钽)的氧化物来制造电容器电介质的化学过程要求电容器两端的电压必须只有一个极性?” 但我不确定会成为话题。您是否有可能在此处添加提示?
uhoh

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既然您提到保护,我要补充一点,极化帽不应用于反极性保护。它们会非常缓慢地(几秒钟或几分钟)对反向电压做出反应,而值得保护的典型敏感组件将在几毫秒内消失。极化帽一旦开始吸收反向电压,它可能会发泄,爆炸或着火(除了明显的烟和火问题),它可能会再次变得不导电,从而使电路再次暴露于反向电压。


好点在这里。
主宰
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