文章

顯示包含「电子元件」標籤的文章

电容器的起源是什么?从莱顿瓶到MLCC

圖片
在我们日常使用的几乎所有电子设备中,都有一个不起眼却至关重要的元件,那就是 电容器 。 它可以短暂地储存和释放电能,是电源管理和信号处理中的核心角色。 那么,它是如何被发明出来的呢?本文将带你了解电容器从18世纪至今的发展历程。     1. 电容器的诞生:莱顿瓶的发现 1745年,荷兰莱顿大学的 彼得·范·穆申布鲁克 偶然发明了一种能储存静电的装置—— 莱顿瓶 。 这种装置由一个玻璃瓶、内部的水、内外的金属箔,以及插入瓶口的金属棒组成,可以存储大量静电荷, 是历史上第一个电容器的原型。 2. “电容器”一词的由来与作用 在18至19世纪,该装置通常被称为“ Condenser(电凝器) ”,意思是“凝聚电荷的装置”。 它被广泛用于静电实验、高压测试,甚至是舞台演示。 如本杰明·富兰克林等科学家,也曾用莱顿瓶进行重要的电学研究。     3. 20世纪:工业化与电容器的多样化 随着20世纪工业和电子技术的发展,电容器种类不断丰富。 从最初的纸介电容到 铝电解电容器 、 陶瓷电容器 ,被广泛应用于收音机、电视、电脑等设备。 纸介电容器 – 常用于真空管电路中 电解电容器 – 容量大,成本低,适合电源滤波 陶瓷电容器 – 适用于高频电路,体积小,稳定性好 4. MLCC:高性能与小型化的象征 自1980年代起, 多层陶瓷电容器(MLCC) 技术迅速发展。 其由数十至数千层陶瓷与金属材料叠加而成,具备高容值、小体积、高可靠性等优点, 广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动车等现代电子设备中。 5. 超级电容器与未来展望 近年来, 超级电容器 因其超快的充放电速度和超长使用寿命而备受关注。 被广泛用于可再生能源系统、混合动力汽车、不间断电源(UPS)等领域。 未来,像 石墨烯、碳纳米管 这样的纳米材料将进一步提升电容器的性能。 电容器正变得更小、更智能,在电子设备的未来发展中扮演着核心角色。     6. 总结:这个小部件改变了电力的历史 电容器不仅仅是储存电荷的装置,它还是电气技术进步的重要推手。 ...

电解电容是做什么的?——平滑电路中的隐藏主角

圖片
在各种电子电路中, 电容器 是不可或缺的重要元件。其中, 电解电容器 在电源和滤波电路中的作用尤为关键。虽然它并不直接控制电流的流动,但它在 电路稳定性 方面的作用往往决定整个设备的可靠性。     本文将介绍电解电容的结构、特性,以及它如何在平滑电路中发挥 “隐藏英雄” 的作用。 1. 什么是电解电容? 电解电容 是一种有极性电容,内部结构通常包含 铝阳极、氧化膜、电解液 。这种结构让它相比其他电容器,在相同体积下拥有 更大的电容量 。 缺点方面,它有 极性限制 ,接反可能导致损坏或爆炸;而且,使用时间长了会出现性能衰退或电解液泄漏。尽管如此,凭借其高电容量,它仍然是 平滑电源输出 不可或缺的关键器件。 2. 在平滑电路中的作用 将交流电(AC)转换为直流电(DC)时,我们通常使用 整流电路 。但整流后的信号仍包含 纹波电压 ,并非纯净的直流输出。这时, 电解电容 发挥作用,它 平滑这些纹波 ,输出稳定的DC电压。 电压升高时电容 充电 ,电压降低时 放电 ,起到“填补电压间隙”的作用,从而实现 输出电压稳定、纹波减小 的目的。     3. 如果没有电解电容会怎样? 如果整流电路中没有电解电容,纹波电压将直接输出,会导致以下问题: 微控制器异常 – 电压不稳定可能导致芯片重启或运行异常。 音频噪声 – 音频电路中会混入交流纹波,产生杂音。 开关噪声放大 – 电源不稳定导致EMI问题加剧,系统干扰上升。 由此可见,电解电容并不是可有可无的辅助元件,而是决定电源品质的 关键元器件 。 4. 如何选择电解电容的容量? 电解电容的电容量(C)需根据以下因素选择: 允许的纹波电压 负载电流 整流方式(半波 / 全波) 输出电压 开关频率(用于开关电源) 例如,在全波整流中,负载电流为1A、允许纹波为1V时,可用以下公式计算: C ≈ I / (f × ΔV) 其中 f 是整流后的频率(50Hz市电则为100Hz),ΔV 是纹波电压。     5. 使用时的注意事项 极性必须正确 – 接反可能爆炸。...

熔断器(F1)为何重要?——过电流保护的基本结构

圖片
打开一台电子设备时,你可能会发现一个标有 “F1” 的小圆柱形或方形元件。这个小元件就是 熔断器(Fuse) 。虽然它看起来不起眼,但却是设备的 第一道安全防线 ,能在电流过大时保护整个电路系统。     本文将详细介绍熔断器的必要性、其工作原理,以及它在电子设备中承担的过电流保护结构作用。 1. 什么是熔断器? 熔断器 是一种 当电流超过设定值时自身熔断以切断电路 的保护元件。它内部含有一条金属丝,当电流过大时会因发热而熔化,从而断开电路,保护后端的电子组件不被烧毁。 简言之,它通过 过电流 → 发热 → 熔断 → 断路 的过程,实现对电路的保护。 2. 为什么熔断器不可或缺? 过电流保护 —— 当短路或负载异常导致电流激增时,熔断器能快速切断电路,避免更大损害。 预防火灾 —— 过大电流会导致线路过热,极易引发火灾。熔断器可在危险前及时断电。 延长设备寿命 —— 熔断器作为牺牲性元件,可有效保护关键部件,提升整体使用寿命。     3. 熔断器的工作原理是什么? 熔断器的核心参数主要有三项: 额定电流、额定电压、熔断特性 。 额定电流 :指熔断器能长期承受的最大电流,超过则熔断。 额定电压 :熔断器熔断后仍能安全隔离电压的最大值。 熔断特性 :包括 快速熔断(Fast Blow) 和 慢速熔断(Slow Blow) 。对于电机或感性负载启动电流较大的设备,推荐使用慢速熔断型。 熔断器熔断后 必须更换 ,无法像断路器一样复位使用。 4. 过电流保护的完整结构 熔断器是电子设备中 过电流防护的第一层 ,但并非唯一。完整的保护结构还包括: 浪涌抑制器 (如 MOV、电压抑制二极管) 静电防护元件 (如ESD二极管) 电流检测电路 + 控制器保护算法 若缺少熔断器,其他保护层也可能在重大故障中失效。     \[图片] 标题:电子设备的过电流保护结构示意图 来源:保护电路图 @Pexels – 拍摄者:ThisIsEngineering ALT 文本:展示熔断器、浪涌保护和静电防护结构的电路示意图 TITLE...