您的位置 首页 系统

E问E答:电容的Q值和D值是什么意思?

在做射频的时候,选择电感电容时特别关注他们的Q值,那什么是Q值呢?Q值是什么意思,它为什么重要?品质因数Q:表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种质量

  在做射频的时分,挑选电感电容时特别重视他们的Q值,那什么是Q值呢?Q值是什么意思,它为什么重要?

  质量因数Q:表征一个储能器材(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种质量指标。元件的Q值愈大,用该元件组成的电路或网络的挑选性愈佳。

  或Q=无功功率/有功功率,或称特性阻抗与回路电阻之比。

  Q值越高,损耗越小,功率越高;

  Q 值越高,谐振器的频率稳定度就越高,因而,能够更精确。

  怎么了解Q值和ESR值评价高频贴片电容器的一个重要功能指标是质量要素Q,或许是与其相关的等效串联电阻(ESR)。

  理论上,一个“完美”的电容器应该表现为ESR为零欧姆、纯容抗性的无阻抗元件。不管何种频率,电流经过电容时都会比电压提早正好90度的相位。实践上,电容是不完美的,会或多或少存在必定值的ESR。一个特定电容的ESR跟着频率的改动而改动,并且是有等式联系的。

  这是因为ESR的来历是导电电极结构的特性和绝缘介质的结构特性。为了模型化剖析,把ESR当成单个的串联寄生元。曩昔,一切的电容参数都是在1MHz的规范频率下测得,但当今是一个更高频的国际,1MHz的条件是远远不够的。一个功能优异的高频电容给出的典型参数值应该为:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz, ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。Q值是一个无量纲数,数值上等于电容的电抗除以寄生电阻(ESR)。Q值随频率改动而有很大的改动,这是因为电抗和电阻都跟着频率而变。频率或许容量的改动会使电抗有着十分大的改动,因而Q值也会跟着发生很大的改动。

  界说电容的质量因数,也就是Q值,也就是电容的贮存功率与损耗功率的比:

  Qc=(1/ωC)/ESR

  Q值对高频电容是比较重要的参数。

  自谐振频率(Self-Resonance Frequency)

  因为ESL的存在,与C一同构成了一个谐振电路,其谐振频率就是电容的自谐振频率。在自谐振频率前,电容的阻抗跟着频率添加而变小;在自谐振频率后,电容的阻抗跟着频率添加而变小,就出现理性;如下图所示:

  跟着频率升高,电容的不抱负模型会更杂乱:

  (C:电容 Rp:绝缘电阻和介质损耗 Rs:引线/电极电阻 L:引线/电极电感)

  典型的电容器材等效电路如图1所示。在这个等效电路中,容值C是最主要的部分,串连电阻Rs和电感L是因为器材管脚引线或电极发生的寄生参数。并联电容Rp是反映电容两个管脚之间存。

  把以上寄生参数悉数考虑之后,阻抗公式如上面公式。

  因为这些寄生参数的存在,实践中而非抱负中的电容器材的总阻抗由下面表达式中的实部和虚部两个部分组成:

  假如能够疏忽电极间的走漏,即Rp的阻抗无穷大(或远远大 Ls(ESL) Rs (ESR) C 于相对于容值C的阻抗),那么上面的等效电路能够进一步简化为下面的3元模型(如图所示)。其间ESL为等效串联电感Ls, ESR为等效串联电阻Rs。

  依据这个简化的电路模型,能够得到电容器材总阻抗随频率改动的联系,如图所示。因为等效串联电感LS的存在,跟着信号频率f的添加,电容C的容抗XC下降,而极性相反的等效串连电感Ls的感抗XL 添加,在某一个频率点f0,XC=-XL。此刻电容器材的总阻抗|Z|=Rs,咱们称此频率点f0为自谐振频率(SRF),小于SRF频率时,该器材成电容特性,反之大于SRF频率,器材发生极性转化,成电感特性(如图下图所示,赤色相位曲线从-90°跳变到+90°)。

  Q值相当于D值的倒数。丢失角即D值: 一般电解电容器因为内阻较大故D值较高, 其标准视电容值凹凸决议, 为0.1-0.24以下. 塑料薄膜电容器则D值较低, 视其原料决议为0.001-0.01以下. 陶瓷电容器视其原料决议, Hi-K type 及S/C type为0.025以下. T/C type其标准以Q值表明需高于400-1000.

  注:XC=-j/(2πfC);XL=j(2πfL)

  依据损耗因子D的界说:D=1/Q=R/|X|>0 将前面的公式代入,得到:

  假如能够疏忽电极间的走漏,即Rp的阻抗无穷大(或远远大于相对于容值C的阻抗),损耗因子D的计算公式大大简化为:

  假如信号频率远远小于SRF谐振频率,则X C >>X L , 即X L 能够疏忽,则公式进一步简化

  即上面说到的:

  由图可见,电容器的引线电感将跟着频率的升高而下降电容器的特性。假如引线电感与实践电容器的电容谐振,这将会发生一个串联谐振,使总电抗趋向为0W。因为这个串联谐振发生一个很小的串联阻抗,所以十分适合在射频电路的耦合和去耦电路中使用。但是,当电路的作业频率高于串联谐振频率时,该电容器将表现为电理性而不是电容性。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/qianrushi/xitong/136710.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部