電容
關(guān)注創(chuàng)建者：光芯片高頻實(shí)驗(yàn)室 創(chuàng)建時(shí)間：2019-08-07
電容的視頻教程
基于Comsol和Maxwell的電容仿真及原理講解
電容的計(jì)算公式與具體含義 2. 理解麥克斯韋電容矩陣，在電容矩陣中自電容、互電容的表示 3. 使用comsol/maxwell電磁仿真軟件仿真單個(gè)導(dǎo)體或多個(gè)導(dǎo)體的自電容、互電容 4. 使用能量法計(jì)算電容，以平板電容器為例，加空氣域不加空氣域?qū)Ρ扔?jì)算，互電容、自電容計(jì)算并與解析公式對(duì)比
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Maxwell三維靜電場(chǎng)仿真-平板電容器電容計(jì)算【搞仿真的晴博】入門(mén)教程B501
電容計(jì)算是電子電氣相關(guān)工程師必備技能點(diǎn)，這個(gè)案例演示了一個(gè)最常見(jiàn)的平板電容器的電容計(jì)算流程。
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午芯高科國(guó)產(chǎn)首款“電容式”超高分辨率MEMS氣壓計(jì)芯片率先上市時(shí)間？
午芯高科技術(shù)研發(fā)總監(jiān)Dr Peter Zhu表示：“基于SWOT開(kāi)發(fā)平臺(tái)的WXP380氣壓傳感器，采用午芯高科完全擁有自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“電容式”MEMS芯片，極大地提高了傳感器的溫度穩(wěn)定性（因?yàn)?em>電容式芯片對(duì)溫度不敏感）；功耗非常低（電容式芯片的測(cè)量幾乎不消耗電流）；分辨率更高；同時(shí)由于其優(yōu)異的設(shè)計(jì)，對(duì)氣壓變化非常敏感，感知特性更優(yōu)異，因此其精度非常高。
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電容的實(shí)例教程
人們把這種具有電感性或電容性與交流電源之間進(jìn)行能量交換的最大速率稱(chēng)為無(wú)功功率，它最大特點(diǎn)是不對(duì)外做功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊Ｓ米帜阜?hào)Q表示，單位為乏爾(Var)或者千乏爾(Kar)。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，凡是有電磁線(xiàn)圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)就得消耗無(wú)功功率，其無(wú)功功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=UIsin
電容柜的開(kāi)：開(kāi)啟時(shí)應(yīng)先檢查各開(kāi)關(guān)、斷路器是否閉合，然后把柜門(mén)關(guān)上、門(mén)把扭在閉合位置，確認(rèn)無(wú)誤，將刀開(kāi)關(guān)閉合。
停時(shí)順序是：將無(wú)功功率控制器設(shè)置為手動(dòng)運(yùn)行，利用手動(dòng)下翻鍵，把電容器順序全部退出，然后再將刀開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉開(kāi)刀閘，以防發(fā)生電弧事故。
電容柜內(nèi)斷路器下端是不能接線(xiàn)用以其他作用的，電容柜是提高功率因素的，不能帶負(fù)載。
電容補(bǔ)償柜是利用電容的容抗來(lái)補(bǔ)償電感負(fù)載的感抗。減少無(wú)功電流，提升線(xiàn)路電壓，降低無(wú)功損耗，達(dá)到節(jié)能的效果。利用功率因數(shù)表觀察，通過(guò)投切電容的數(shù)量，功率因數(shù)達(dá)到或接近1時(shí)，電容柜正常。
電容補(bǔ)償柜里面全部是補(bǔ)償電容和接觸器等，也就是說(shuō)它是采用電容的移相原理來(lái)補(bǔ)償設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)功損耗的。一般停電或者送電不用操作，它可以隨總電源的開(kāi)啟和關(guān)閉并列運(yùn)行的。一般只要注意隨時(shí)檢查里面電容有沒(méi)有漏液或者發(fā)出異響等不正常情況就可以了。
電力電容器周?chē)h(huán)境的溫度不可太高。如果環(huán)境溫度太高，電容工作時(shí)所產(chǎn)生的熱就散不出去；而如果環(huán)境溫度過(guò)低，電容器有關(guān)技術(shù)條件規(guī)定，電容器的工作環(huán)境溫度一般以40℃為上限。我國(guó)大部分地區(qū)的氣溫都在這個(gè)溫度以下，所以通常不必采用降溫設(shè)施。如果電容器附近存在著某種熱源，有可能使室溫上升到40℃以上，這時(shí)就應(yīng)采取通風(fēng)降溫措施，否則應(yīng)立即切除電容器。電容器環(huán)境溫度和下限應(yīng)根據(jù)電容器中介質(zhì)的種類(lèi)和性質(zhì)來(lái)決定。
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電容分為電解電容，陶瓷電容，鉭電容等。陶瓷電容在移動(dòng)智能產(chǎn)品中使用廣泛，其中又分為三端子電容和普通電容。
人們常說(shuō)三端子電容高頻特性好，那么作為一名硬件工程師，你了解三端子電容嗎？
下圖是兩端子電容和三端子電容的實(shí)物對(duì)比圖
理想的電容，隨著頻率的增加，阻抗越來(lái)越低。見(jiàn)下圖的阻抗頻率曲線(xiàn)。
然而實(shí)際電容是有寄生參數(shù)的，下圖是電容的簡(jiǎn)化等效模型，由于串聯(lián)等效電阻ESR和串聯(lián)等效電感ESL的存在，使得電容的阻抗頻率特性產(chǎn)生了巨大變化。
下圖是實(shí)際電容的阻抗頻率特性，我們可以看到在低頻段，電容起主導(dǎo)作用，阻抗隨著頻率增加而降低，然而高頻段是電感起主導(dǎo)作用，阻抗隨著頻率增加而增加，這部分正是我們不希望看到的。
所謂的三端子電容高頻特性好，就是它的ESL低。
我們對(duì)比下22uf的兩端子電容和三端子電容的阻抗差異。可以看到兩端子電容在1.05Mhz 處阻抗大約3mΩ，三端子電容諧振頻率高一些，在3Mhz處阻抗只有大約2mΩ；最主要的高頻部分，兩端子電容在1Ghz處甚至超過(guò)了1Ω，而三端子電容只有110mΩ。
三端子電容完勝！
那么為什么三端子電容的高頻特性好呢？
同樣的問(wèn)題：為什么三端子電容的ESL小？
那是因?yàn)槿俗?em>電容結(jié)構(gòu)特殊，縮短了電流路徑，使得ESL具有并聯(lián)的特性，進(jìn)而減小了ESL，使得高頻特性好。
雖然三端子電容的高頻特性好，封裝也好，但是它價(jià)格卻很高，如果問(wèn)怎么權(quán)衡價(jià)格？
那么我的回答是：在忽略面積的設(shè)計(jì)中，送你一個(gè)字
---The end---
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展開(kāi) 當(dāng)我們關(guān)注能源和能量存儲(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)電容器是該領(lǐng)域的"無(wú)名英雄"。作為無(wú)源器件，電容器有兩個(gè)端子，可存儲(chǔ)能量并在需要時(shí)釋放能量—常常用來(lái)作為"備用"電源。在日常生活中，電容器的用途比我們想象的還要廣。例如，電容器可以用到鬧鐘等簡(jiǎn)單日常用品，我們還可以常備一個(gè)荷電電容器，以便在斷電時(shí)應(yīng)急使用。
還是拿鬧鐘舉例，如果電源斷開(kāi)，電容器就會(huì)放電--向時(shí)鐘電路輸送電流，以確保其繼續(xù)運(yùn)行。隨著電容器的應(yīng)用越來(lái)越廣，新型電容器正在不斷進(jìn)入市場(chǎng)，超級(jí)電容器(又稱(chēng)雙電層電容器，EDLC)現(xiàn)在也被更大規(guī)模的使用。新能源汽車(chē)，諸如純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)巴士等都依賴(lài)于超級(jí)電容，因?yàn)樗鼈兙哂斜葮?biāo)準(zhǔn)電容器大得多的電荷存儲(chǔ)空間，此外一些大功率和再生能源應(yīng)用領(lǐng)域也在利用超級(jí)電容技術(shù)。其他應(yīng)用領(lǐng)域包括國(guó)防、能源、航空航天以及各種工業(yè)應(yīng)用。
電容器和超級(jí)電容器的用途
汽車(chē)領(lǐng)域是電容器和超級(jí)電容器的關(guān)鍵市場(chǎng)，汽車(chē)的許多功能為電容器提供用武之地。
啟動(dòng)/停止功能和動(dòng)力轉(zhuǎn)向需要電容器，混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)需要超級(jí)電容器具有更大的功率容量。隨著電動(dòng)汽車(chē)不斷發(fā)展并進(jìn)入主流汽車(chē)市場(chǎng)，對(duì)電容的需求將進(jìn)一步增加。未來(lái)技術(shù)進(jìn)步有可能使超級(jí)電容器取代鋰離子電池作為動(dòng)力源，并提供與汽油車(chē)甚至柴油動(dòng)力汽車(chē)相當(dāng)?shù)男旭偫锍獭?鐵路行業(yè)也開(kāi)始充分挖掘超級(jí)電容器技術(shù)的應(yīng)用潛力。比如由西班牙薩拉戈薩市的鐵路公司CAF制造的Urbos 3有軌電車(chē)，其使用一系列超級(jí)電容器，這些超級(jí)電容器位于車(chē)廂上部，用于回收剎車(chē)能量--可節(jié)省35%的電力。超級(jí)電容器可在電車(chē)停靠站充電而不需要架空電纜，也可在某些停靠站之間運(yùn)行而無(wú)需使用電纜連接。
在再生能源領(lǐng)域，超級(jí)電容器在風(fēng)力渦輪機(jī)等應(yīng)用中具有重要地位。
展開(kāi) 電容式感應(yīng)觸摸按鍵可以穿透絕緣材料外殼8mm(玻璃、塑料等等)以上，準(zhǔn)確無(wú)誤地偵測(cè)到手指的有效觸摸。并保證了產(chǎn)品的靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性等不會(huì)因環(huán)境條件的改變或長(zhǎng)期使用而發(fā)生變化，并具有防水和強(qiáng)抗干擾能力，超強(qiáng)防護(hù)，超強(qiáng)適應(yīng)溫度范圍。
電容式觸摸按鍵中應(yīng)用的電容式觸摸芯片通常廣泛適用于遙控器、燈具調(diào)光、各類(lèi)開(kāi)關(guān)以及車(chē)載、小家電和家用電器控制界面等應(yīng)用中。電容式觸摸芯片內(nèi)部集成高分辨率觸摸檢測(cè)模塊和專(zhuān)用信號(hào)處理電路，以保證電容式觸摸芯片對(duì)環(huán)境變化具有靈敏的自動(dòng)識(shí)別和跟蹤功能。電容式觸摸芯片還必須滿(mǎn)足用戶(hù)在復(fù)雜應(yīng)用中對(duì)穩(wěn)定性、靈敏度、功耗、響應(yīng)速度、防水、帶水操作、抗震動(dòng)、抗電磁干擾等方面的高體驗(yàn)要求。在典型應(yīng)用中可無(wú)需任何外部器件，也無(wú)需軟件、程序或參數(shù)燒錄。電容式觸摸芯片應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，最大限度的降低了方案成本。為方便用戶(hù)在應(yīng)用中可對(duì)觸摸鍵的靈敏度進(jìn)行自主控制，電容式觸摸芯片還特設(shè)置了靈敏度控制位。
普通觸摸按鍵與電容感應(yīng)觸摸按鍵區(qū)別:
1、電容式觸摸按鍵不需要人體直接接觸金屬，可以徹底消除安全隱患，即使帶手套也可以使用，并且不受天氣干燥潮濕人體電阻變化等影響，使用更加方便。
2、電容式觸摸按鍵沒(méi)有任何機(jī)械部件，不會(huì)磨損，無(wú)限壽命，減少后期維護(hù)成本。
3、電容式觸摸按鍵感測(cè)部分可以放置到任何絕緣層(通常為玻璃或塑料材料)的后面，很容易制成與周?chē)h(huán)境相密封的鍵盤(pán)。
4、電容式觸摸按鍵面板圖案、按鍵大小、形狀任意設(shè)計(jì)，字符、商標(biāo)、透視窗LED透光等任意搭配，外型美觀、時(shí)尚，不褪色、不變形、經(jīng)久耐用。從根本上解決了各種金屬面板以及各種機(jī)械面板無(wú)法達(dá)到的效果。其可靠性和美觀設(shè)計(jì)隨意性。
優(yōu)點(diǎn)：
1、電容觸摸開(kāi)關(guān)對(duì)于各種環(huán)境條件具有出色的免疫性，包括耐受電磁干擾 。
展開(kāi) 單相電機(jī)電容的選用非常重要，電容選擇過(guò)大會(huì)造成電機(jī)損耗加大、發(fā)熱嚴(yán)重、甚至燒毀電機(jī)，選擇偏小又會(huì)出現(xiàn)電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)、啟動(dòng)無(wú)力等現(xiàn)象。
電容選擇
1. 電容應(yīng)選用油浸式金屬膜紙介電容；
2. 電容耐壓值≥1.5倍電源電壓，一般選400V/450V；
3. 電容容量按以下公式計(jì)算：
單相電機(jī)電流估算：1KW≈6A；單相電機(jī)功率因素比較高，一般在0.95左右。
舉例說(shuō)明：
一個(gè)1.5KW的單相雙值電容電動(dòng)機(jī)，需要搭配多大的啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容？
解：
實(shí)際上，1.5KW單相電機(jī)運(yùn)行電容取45-60uF，啟動(dòng)電容選運(yùn)行電容100-250uF倍都可以。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得，1KW單相電機(jī)運(yùn)行電容取30-40uF，啟動(dòng)電容選運(yùn)行電容2-4倍。
單相電容接線(xiàn)
單相電機(jī)內(nèi)有兩個(gè)線(xiàn)圈，分別為主線(xiàn)圈和副線(xiàn)圈。由于主線(xiàn)圈截面積比較粗，副線(xiàn)圈截面積比較細(xì)，所以主線(xiàn)圈的阻值要比副線(xiàn)圈阻值小。
1. 對(duì)于功率比較小的單相電機(jī)（比如風(fēng)扇、洗衣機(jī)等），主副線(xiàn)圈的一端是連接在一起的，所以只引出三個(gè)端子。它只需要一個(gè)電容，即啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容一體。
接線(xiàn)方法：用萬(wàn)用表測(cè)單相電機(jī)三個(gè)接線(xiàn)端子中的任意兩個(gè)，可以得到三組數(shù)值。電容接阻值最大的倆個(gè)端子，零火線(xiàn)接阻值小的兩個(gè)端子（零線(xiàn)和火線(xiàn)可以互換）。
如果需要反轉(zhuǎn)，把接電容一端的線(xiàn)換到電容的另外一端即可。如圖所示：
2. 對(duì)于功率較大的單相電機(jī)，主副線(xiàn)圈是分開(kāi)的，再加上離心開(kāi)關(guān)，所以一共有6個(gè)接線(xiàn)端子。
接線(xiàn)方法：首先確保電機(jī)繞組端子都按圖示排列，此時(shí)萬(wàn)用表測(cè)副繞組Z1、Z2阻值應(yīng)最大、主繞組U1、U2阻值其次、離心開(kāi)關(guān)V1、V2阻值應(yīng)為0Ω。然后按照下圖接線(xiàn)：
上圖中，U1、U2為主繞組，Z1、Z2為副繞組，V1、V2為離心開(kāi)關(guān)。
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電容的最新內(nèi)容
數(shù)模轉(zhuǎn)換?：Δ-Σ調(diào)制器驅(qū)動(dòng)1-bit DAC（如電流舵或開(kāi)關(guān)電容陣列），輸出高速脈沖；經(jīng)?低通重建濾波器?（模擬RC或有源濾波）平滑為連續(xù)模擬信號(hào)，抑制奈奎斯特頻率以上的鏡像噪聲。
差分/單端輸出?：高性能芯片常采用?差分電流輸出，提升抗噪能力，再經(jīng)外部無(wú)源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；部分集成運(yùn)放直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)或線(xiàn)路輸出。
Mbps、2 Mbps及長(zhǎng)距離傳輸（125 kbps和500 kbps）
? 廣播擴(kuò)展功能 ? 藍(lán)牙方向定位：到達(dá)角（AoA）與離開(kāi)角（AoD）? 支持最多16根天線(xiàn)的天線(xiàn)陣列實(shí)現(xiàn)精確定位
? 核心組件：
? 32位單片機(jī)最高支持160 MHz
? UART閃存下載
? JTAG 調(diào)試接口
? 內(nèi)存：? SiP閃存：2 MB或4 MB ? 288 KB RAM ? 4字節(jié)電容式熔絲
不同于傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的單一適配局限，該系統(tǒng)可覆蓋電容式觸摸屏、紅外觸摸屏單體，同時(shí)支持整機(jī)一體化測(cè)試，既能滿(mǎn)足研發(fā)階段的性能驗(yàn)證需求，也能適配量產(chǎn)環(huán)節(jié)的批量質(zhì)檢場(chǎng)景，大幅降低企業(yè)設(shè)備投入成本，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”的高效測(cè)試模式。
多功能觸摸屏測(cè)試系統(tǒng)適用于各種智能設(shè)備觸摸屏的檢測(cè)、研發(fā)，對(duì)電容式觸摸屏的功能性測(cè)試和電性能檢測(cè)，整機(jī)和電容屏、紅外屏單體均可測(cè)試。
能量存儲(chǔ)與釋放?：利用?電感?和?電容?儲(chǔ)存能量并在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)釋放，平滑輸出電壓。
占空比控制?：通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間（Ton）與周期（T）之比——?占空比D=Ton/T?，精確控制輸出電壓平均值。
高頻化?：工作頻率通常為?幾十kHz至幾MHz?，使變壓器、電感等磁性元件體積大幅減小。
參展主題：
電子元器件: 半導(dǎo)體 、 電子顯示器件 、模塊 、 電路板 、 電線(xiàn)電 纜 、功能器件(蜂鳴器 、磁頭 、微電機(jī) 、傳感器等) 、無(wú)源元件 (電阻 、電容 、變壓器 、晶體等) 、連接器件(連接器/開(kāi)關(guān)/繼電 器等) 、磁性材料 、工業(yè)設(shè)備 、電池和材料 、其它電子元器件相 關(guān)產(chǎn)品等。
這些參數(shù)隨后被導(dǎo)出至INTERCONNECT模塊，其中包括電壓相關(guān)的結(jié)電容。INTERCONNECT元件庫(kù)為行波調(diào)制器的設(shè)計(jì)與仿真提供了所需的靈活性。有關(guān)仿真流程的更多信息，請(qǐng)參閱Traveling Wave Modulator（鏈接：https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042328774）。
落座模塊的核心功能是通過(guò)電容感應(yīng)技術(shù)檢測(cè)人體存在。當(dāng)用戶(hù)接近或接觸馬桶座圈時(shí)，模塊可在一定距離內(nèi)（如數(shù)厘米范圍）感知人體電容變化，并輸出電平信號(hào)（待機(jī)時(shí)為高電平，感應(yīng)到人體后變?yōu)榈碗娖剑＿@種非接觸式檢測(cè)方式避免了傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)的磨損問(wèn)題，同時(shí)支持產(chǎn)品（如馬桶座圈）保持密閉結(jié)構(gòu)，防止水汽或灰塵進(jìn)入內(nèi)部電路。
★ 電化學(xué)阻抗譜（EIS）：施加10mV交流信號(hào)，頻率范圍10mHz-100kHz，通過(guò)等效電路（Rs溶液電阻、Cdl雙電層電容等）分析涂層完整性，阻抗值越高表明防護(hù)效果越好。
★ 線(xiàn)性極化電阻法：小幅度極化（±10mV）測(cè)量極化電阻，快速估算腐蝕速率，適用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與快速篩選。
這里沒(méi)有手指，有的是模擬人體電容特性的“萬(wàn)能手指” ，以極高的精度進(jìn)行劃線(xiàn)、點(diǎn)擊、多指手勢(shì)操作。
這套系統(tǒng)的價(jià)值在于 “一致性” 。人手工測(cè)試會(huì)有疲勞和誤差，但機(jī)器不會(huì)。為了測(cè)試屏幕在生命周期的可靠性，沃華慧通的設(shè)備往往需要執(zhí)行數(shù)百萬(wàn)次的反復(fù)觸摸，通過(guò)力學(xué)傳感數(shù)據(jù)，量化屏幕觸控報(bào)點(diǎn)的抖動(dòng)與延遲 。
更快開(kāi)關(guān)速度?：柵極電荷（Qg）和寄生電容更小，適合高頻應(yīng)用（如LLC、PFC拓?fù)洌?。
?更高功率密度?：芯片面積更小，散熱更優(yōu)，適用于緊湊型設(shè)計(jì)（如快充、適配器）。
?更強(qiáng)高溫穩(wěn)定性?：內(nèi)阻溫度系數(shù)更平緩，重載高溫下性能更穩(wěn)定?。
典型應(yīng)用場(chǎng)景：
EV充電
車(chē)載充電器
電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置
UPS
儲(chǔ)能系統(tǒng)
太陽(yáng)能逆變器
