电容详解7——穿芯电容的原理、作用、性能、使用方法

一、什么是穿芯电容?

穿芯电容的自电感比普通电容器小得多,因而它的自谐振频率很高。同时,它的穿芯式设计,能够有效防止高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合,在1GHz的频率范围内,能够提供非常好的抑制效果。

最简单的穿芯结构是由内外电极和陶瓷构成的一个(C型)或两个电容(Pi型)。

这种电容的容量可达10pF,工作电压可达DC2000V。管式穿芯电容因为其同轴性,即使在10GHz,也不会产生明显的自谐振。

电容详解7——穿芯电容的原理、作用、性能、使用方法

二、穿芯电容用于滤波时有哪几种形式?

穿芯电容独立使用,或与滤波电感配合使用(有的穿芯电容在制造时就与电感组合在一起)时,可以有4种形式,如下图所示。

电容详解7——穿芯电容的原理、作用、性能、使用方法

1、C型

这是一种避免高频对地的噪声干扰的低自感应装置,成本低廉,适合用于高阻抗源和高负载的场合

2、L型

这是一种带有电感元件和电容元件的穿芯电容,它用于带有低阻抗源和高阻抗负载的电路中。注意:其电感元件应当面向低阻抗源。

3、Pi(π)型

Pi(π)型是由两个电容元件和在两个电容元件之间的一个电感元件组成,对阻抗源和负载均表现为低阻抗。Pi(π)型结构与C型、L型结构相比,能够提供更好的高频滤波特性。

4、T型

T型是由两个电感元件和在两个电感元件之间的一个电容元件组成,对阻抗源和负载均表现为高阻抗。T型结构与C型、L型结构相比,能够提供更好的高频滤波特性。

三、为什么使用穿芯电容

在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,(甚至超过1GHz)。对这样高频的电磁噪声必须使用穿芯电容才能有效滤除。

电容详解7——穿芯电容的原理、作用、性能、使用方法

普通电容之所以不能有效的滤除高频噪声是因为两个原因。

一个原因是电容引线电感造成的电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用。

另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果。

穿芯电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿芯电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿芯电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。

四、穿芯电容使用时应注意什么?

穿芯电容在使用时,最需要注意的是安装问题。穿芯电容最大的弱点是怕高温和温度冲击,这使穿芯电容往金属面板上焊接时会造成很大困难。在焊接过程中容易发生损坏。而当拆下损坏的电容时,很容易造成邻近电容的损坏。

解决办法是用金属隔离舱将不同性质的电路隔离开。


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