旁路电容的作用与应用原理

旁路电容（bypass电容）：用于导通或者吸收某元件或者一组元件中交流成分的一种电容。通常交直流中的交流部分被去除，而允许直流部分通过加有旁路电容的元件。 实际上，大多数诸如微控制器（单片机）等的数字电路都是直流电路。这种电路里面的电压水平的变化会造成很多问题。如果电压变化太多，电路可能就会不正常地工作。对大多数情况来讲，纹波电压被认为是交流成分，旁路电容的目的就是要抑制这种交流成分，抑制这种电压噪声。旁路电容的另外一种说法就是滤波电容。 在左边的电路图里面，你可以清楚地看到当使用了滤波电容以后电压噪声的变化情况。注意到两种电压的波动幅度的差别很小（在5到10毫伏）。这个图里面的电压是4.95~5.05V小幅电压。随机的电子噪声造成电压波动，正如图表里面显示那样，这种波动的部分通常被称为“噪声”或者“纹波”。蓝线代表的是没有使用的滤波电容的电压变化，粉红色线是使用了滤波电容了的。纹波电压在几乎所有的直流电路里面都是存在的。在粉红色曲线里面，即使使用了滤波电容以后电压变化幅度变小了，但是“变化”还是存在的，电压还是有纹波噪声。旁路电容的重要功能就是要减小电路里面的纹波的幅值。太大的纹波是极其有害的，使得电路不正常工作。纹波通常又是随机的，当然有时候电路里面其他元器件也会发出噪声。比如继电器和电机经常就能够使电压发生突然的波动，简直就像打破了池塘里面平静的水面一样。其它元器件使用的电流越大，这种纹波噪声的效应也就越明显。 一个常见的问题就是这种小幅的纹波真的就那么值得注意么是啊，电压水平不是足够精确了吗答案取决于你设计的电路类型。如果你的电路只是用来将电机连上一个电池，或着点亮一个LED，那么电路里头的纹波恐怕对你来说并不要紧。但是，如果你在使用数字逻辑门电路，情况恐怕就不是那么简单了，纹波肯定能够给你的电路带来麻烦。 首先让我们来考虑一下纹波电压造成的影响。基础电子理论告诉我们电压是势能的差别所引起的，而电流在这种势能的差别中流过；我们知道电压越高，电流越大；我们还知道电压的方向决定了电流的方向。 看看右边的纹波电压图和纹波电流图的放大图。上面部分是两个纹波电压变化情况，和前一副图相似，蓝色的线代表没有使用旁路电容，另一个是使用了旁路电容了的。沿着该图下面的横轴看，在点2处电压开始上升，而看看下面的纹波电流图，点2处的电流在一个方向有相对较高的幅值，对比一下，点5处电压和电流的方向是相反的。 注意这种有没有旁路电容（bypass电容）时的差别。通过抑制纹波电压，旁路电容同时也抑制了纹波电流。我想说纹波电压图和纹波电流图很清晰地表达了交流成分的产生，也可以看到电压是如何变化的，以及纹波电流是如何改变方向的。即使这是一个DC电路，纹波也引起了交流成分。旁路电容能够减小AC组分。 纹波电流就像电路中的涡流或者回流，随着电压和电流在电路里头的传播，电压差异和电流差异足以工作。比如，我们假定一个与门，其半导体门输入端保持稳定输入而使得输出保持在稳定状态，门电路里在电流沿着一个方向流经一个PN结的时候工作，如果电流停止了流动，晶体管也就关闭或者截止；如果纹波着相反的错误方向流动，门也就时常关闭，你得到的输出也会跟着改变。由于一个门可能与其他许多门连在一的效应会造成严重的错误。 总之，旁路电容是用于在DC电路里头抑制AC成分的电容。通过使用旁路电容，你的DC电路将不会对纹波电压和纹波电流那么感冒。

贴片钽电解电容正负区分技巧

钽电容其实全称是钽电解电容，这是当下诸多设备中都不可缺少的关键部分。然而对于钽电容来说，这是有极性电容，也就是说有正负极之分的。在安装的过程中必须要准确识别正负极，钽电容正负极一旦出现颠倒，带来的后果是无可估量的。那么究竟该如何才能识别钽电容的正负极呢如何才能识别钽电容的正负极呢钽电容使用金属钽做介质，不像普通电解电容那样使用电解液，，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制，本身几乎没有电感，但这也限制了它的容量。此外，由于钽电容内部没有电解液，很适合在高温下工作。钽电容的特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频改波性能极好，不过容量较小、价格也比铝电容贵，而且耐电压及电流能力较弱。它被应用于大容量滤波的地方，像CPU插槽附近就看到钽电容的身影，多同陶瓷电容，电解电容配合使用或是应用于电压、电流不大的地方。在钽电解电容器工作过程中，具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点所在的性能，使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力，而不致遭到连续的累积性破坏。这种独特自愈性能，保证了其长寿命和可靠性的优势。钽电解电容器具有非常高的工作电场强度，并较类型电容器都大，以此保证它的小型化。从简单的角度来分析，钽电容极性一般来说，有一横线的那端是钽电容的正极，另一边是钽电容的负极；引线钽电容长的腿是正极，短的腿是负极，贴片钽电容正负不能及接反，接反了这个电容不起作用了。钽电容极性如果接反了，比较轻的结果是钽电容烧焦，严重的后果就是钽电容爆炸。钽电容一爆炸还会影响到PCB上的其它元件，所以一定要非常谨慎。 钽电容的极性，对于贴片钽电容来说，有一条横线的那一端是钽电容的正极，而另一端就是钽电容的负极。对于有引线管脚的钽电容来说，长腿的一端是钽电容的正极，短腿的一端是负极。 在焊接电容时，不能将钽电容的正负极接反。 识别方法一：在电容的外壳上标有“--”的为负极，另一极为正极。负极一般颜色为灰白色，正极一端多为黑色。识别方法二：在新买的电容中既在未使用的电容中，两个管脚中长的代表电容的正极，短的代表电容的负极。识别的方法见图1中的箭头指示所示。 将两个电容放在一起说的目的就是为了区分两种电容的正负极差异，铝电解电容在外形上是个圆柱形，其正负极的识别通过电容的顶部有个黑色的标识来识别，有黑色的部分是负极，另一极是正极。钽电解电容的外形上是个长方体，带有条纹的一极是正极（切记），另一极是负极。 识别微调电容（就是那种通过螺丝刀进行细微调节的电容），这种微调电容一般对电容的正负极要求不是非常的严格，但是为了防止调节电容的过程对电路板系统的影响通常将动片定义为负极连接电路板的地，另一极为正极。可变电容的正负极识别和微调电容相同，不过可变电容的动定引脚比较好判别。一般对于单联可变电容来说，在两端的引脚为定，一般连接正极，中间的引脚为动，连接电路的负极。