固定電容：固定電容是一種無(wú)極性的電容器，其電容值在一定范圍內(nèi)是固定的。固定電容通常用于低頻電路中?？勺冸娙荩侯櫭剂x，是可以改變電容值的電容，可變電容的電容值可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)調(diào)節(jié)?？勺冸娙菰谡{(diào)諧電路和濾波電路中比較常見(jiàn)。陶瓷電容：以陶瓷材料為介質(zhì)的電容器叫陶瓷電容，陶瓷材料可以有很多種。陶瓷電容具有體積小、容量大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，多用于高頻電路。另外，陶瓷電容容易碎裂。電解電容：以電解質(zhì)為介質(zhì)的電容器。電解電容具有電容值大、損耗低等特點(diǎn)。電解電容多用于電源濾波和耦合電路。電解電容一般都會(huì)有儲(chǔ)能的作用。

用于電壓轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器使用電感來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)能量。這些電感的尺寸通常非常大，必須在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的印刷電路板(PCB)布局中為其安排位置。這項(xiàng)任務(wù)并不難，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電感的電流可能會(huì)變化，但并非瞬間變化。變化只可能是連續(xù)的，通常相對(duì)緩慢。

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在兩個(gè)不同路徑之間來(lái)回切換電流。這種切換非?？欤唧w切換速度取決于切換邊緣的持續(xù)時(shí)間。開(kāi)關(guān)電流流經(jīng)的走線稱(chēng)為熱回路或交流電流路徑，其在一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)下傳導(dǎo)電流，在另一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)下不傳導(dǎo)電流。在PCB布局中，應(yīng)使熱回路面積小且路徑短，以便最大限度地減小這些走線中的寄生電感。寄生走線電感會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的電壓失調(diào)并導(dǎo)致電磁干擾(EMI)。

電容的特性

①隔直流通交流、耦合：電容可以起到隔直流，通交流的作用，實(shí)現(xiàn)不同電路之間的信號(hào)耦合，將一個(gè)電路的信號(hào)傳遞到另一個(gè)電路中。

②濾波、整流：可以使用電容來(lái)濾除電源中不同頻率的交流干擾信號(hào)，只保留需要的頻率分量，以便輸出穩(wěn)定干凈的直流信號(hào)。

③儲(chǔ)能作用：電容可以將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能、光能等。因此，在一些特殊應(yīng)用中，電容可以代替電池，起到儲(chǔ)能作用。在交流電路中應(yīng)用較多的是電容器作功率儲(chǔ)存器件。

④諧振：電容和電感進(jìn)行組合可以設(shè)計(jì)出不同形式的諧振電路。

給諧振電路注入和諧振頻率相同的信號(hào)，諧振電路就會(huì)產(chǎn)生諧振。諧振計(jì)算公式F = 1/(2π√LC)。諧振頻率僅由電感L和電容C決定，電阻R決定諧振電路的品質(zhì)因數(shù)。

⑤計(jì)時(shí)：無(wú)論是充電還是放電，電容兩端的電壓是不能突變的。利用電容這一特性，同時(shí)在電路中并聯(lián)一個(gè)電阻，起到控制放電時(shí)間的作用。

⑥自愈：當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)，電容可以吸收電流而使故障自動(dòng)消除。當(dāng)兩個(gè)電路計(jì)劃連接起來(lái)時(shí)，必須用電容將兩個(gè)電路連接起來(lái)。

什么是電感?

電感(Inductor)是一種能夠儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件，可以把電能轉(zhuǎn)換成磁能儲(chǔ)能起來(lái)。常用字母“L”表示電感。電感由一個(gè)線圈組成，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，線圈周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電流通過(guò)電感線圈時(shí)，線圈周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí)，磁場(chǎng)也會(huì)隨之變化，產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)電流的平滑和穩(wěn)定;當(dāng)電流消失時(shí)，線圈周?chē)拇艌?chǎng)仍然存在。固定電感：固定電感的電感值在一定范圍內(nèi)是固定的。固定電感通常用于低頻電路中。可調(diào)電感：可調(diào)電感可以改變電感值，通常通過(guò)調(diào)節(jié)線圈的匝數(shù)或氣隙來(lái)實(shí)現(xiàn)?？烧{(diào)電感通常用于調(diào)諧電路和濾波電路中?？招碾姼校嚎招碾姼袥](méi)有磁芯，電感值非常小、損耗低，一般使用在高頻電路中，比如收音機(jī)的諧振選頻電路中。鐵芯電感：體積大、重量大，具有高磁導(dǎo)率和低損耗等特點(diǎn)。鐵芯電感通常用于功率變壓器和電源濾波器中。

其中關(guān)鍵熱回路顯示為虛線?？梢钥闯?，線圈L1不是熱回路的一部分。因此，可以假設(shè)該電感器的放置位置并不重要。使電感器位于熱回路以外是正確的——因此在第一個(gè)實(shí)例中，安放位置是次要的。不過(guò)，應(yīng)該遵循一些規(guī)則。

不得在電感下方(PCB表面或下方都不行)、在內(nèi)層里或PCB背面布設(shè)敏感的控制走線。受電流流動(dòng)的影響，線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，結(jié)果會(huì)影響信號(hào)路徑中的微弱信號(hào)。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中，一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)路徑是反饋路徑，其將輸出電壓連接到開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC或電阻分壓器。

電感的特性

阻交流通直流：電感對(duì)直流呈現(xiàn)很小的電阻，相當(dāng)于短路;而對(duì)交流呈現(xiàn)的阻抗與信號(hào)頻率成正比，交流信號(hào)頻率越高，電感的阻抗越大。(與電容相反)流過(guò)電感的電流不會(huì)發(fā)生突變，電感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。功能作用：電容是通過(guò)電荷的累積來(lái)存儲(chǔ)能量的，而電感是通過(guò)磁場(chǎng)能量的累積來(lái)存儲(chǔ)能量的。電容“阻直流通交流”，電容兩端的電壓是不能突變;電感“阻交流通直流”，流過(guò)電感的電流不會(huì)發(fā)生突變。容抗和感抗：容抗是電阻對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用，與頻率成正比;而感抗是電感對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用，與頻率成反比。因此，在相同頻率下，容抗大于感抗;而在相同阻抗下，容抗小于感抗。響應(yīng)速度：由于電容的充電和放電過(guò)程較快，因此電容對(duì)交流信號(hào)的響應(yīng)速度較快;而電感的儲(chǔ)能和釋能過(guò)程較慢，對(duì)交流信號(hào)的響應(yīng)速度較慢。

我們來(lái)思考一下如何利用交流電路的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，我們知道當(dāng)通電線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁通量，磁通量的變化被感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)生產(chǎn)的反向電流所阻礙。這就是楞次定律。電感的核心作用是存交流電(把電能以磁場(chǎng)的形式存儲(chǔ)起來(lái))，存不住直流電(直流電可不受阻礙的通過(guò)電感線圈)。而電容的核心作用是存直流電(把電能直接存在電容極板上)，存不了交流電(交流電可以不受阻礙的通過(guò)電容器)。我們?cè)谇懊嬗兄v過(guò)電容的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史，需要了解的朋友可以點(diǎn)開(kāi)看看什么是電容?

下面我們先回顧一下電感的發(fā)展歷史：最原始的電感是在1831年的時(shí)候，有英國(guó)的科學(xué)家法拉第，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，關(guān)于法拉第發(fā)現(xiàn)這個(gè)電磁感應(yīng)的這個(gè)故事啊，我們之前有在電動(dòng)機(jī)原理篇章中提到，大家可以點(diǎn)開(kāi)鏈接看看感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理法拉第線圈是互感線圈典型運(yùn)用是我們常見(jiàn)的各種變壓器，電動(dòng)機(jī)等等

因此在交流電路中最終產(chǎn)生一種變化的電流，它會(huì)感應(yīng)出相反的磁通量，從而感應(yīng)出相反的電動(dòng)勢(shì)，所以導(dǎo)體本身電流變化而產(chǎn)生相反電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象被稱(chēng)為自感。電流隨時(shí)間的變化率乘上負(fù)L就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)L為自感系數(shù)，表示線圈產(chǎn)生反向電流的能力，取決于線圈的形狀和尺寸，取負(fù)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與原電流的方向相反，它的單位是H(亨)電磁感應(yīng)式非常有用的，工程師制造線圈的目的就是將其效果最大化為產(chǎn)生自感而設(shè)計(jì)的線圈稱(chēng)為電感器，為了掌握電感器的工作方式，我們先來(lái)看一個(gè)直流電路，假設(shè)一個(gè)電感與一個(gè)恒定電壓為V0的電池串聯(lián)，大多數(shù)電感都具有很小的電阻，我們把這個(gè)小電阻單獨(dú)拿出來(lái)，這就是著名的RL電路

我們組裝好的電路通電后，電感兩端的起始電壓就是電源電壓V0，但電流卻不會(huì)立即達(dá)到最大值。因?yàn)殡姼胁蛔岆娏饕螂妷鹤兓l(fā)生突然變化。因此電流會(huì)緩慢增加，直到它達(dá)到最大電流，也就是電壓除以電阻，因此處理電感時(shí)必須考慮到時(shí)間。分?jǐn)?shù)寫(xiě)在e的指數(shù)上電流最大值是電壓除以電阻，τ稱(chēng)為時(shí)間常數(shù)，它等于電感除以電阻

開(kāi)關(guān)電源輸出電感燒毀的五大原因如下：

電感與開(kāi)關(guān)電源輸出功率不匹配：當(dāng)電感線圈直流電阻較大時(shí)，滿(mǎn)負(fù)荷或超負(fù)荷輸出可能導(dǎo)致線圈溫度持續(xù)升高，直至燒毀。雖然這種可能性存在，但相對(duì)較小。

電源長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行：這是導(dǎo)致電感燒毀可能性較大的原因。長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電感的線圈電阻損耗(直流)和磁芯渦流損耗(交流)加重，這些損耗轉(zhuǎn)化為熱能，使電感溫度迅速上升直至損壞。

電感質(zhì)量有問(wèn)題：如果電感磁芯質(zhì)量不好，當(dāng)有較大高頻交流分量通過(guò)電感時(shí)，會(huì)在磁芯中產(chǎn)生很大的渦流損耗，導(dǎo)致磁芯線圈溫度持續(xù)升高直至燒毀。

濾波電容失效：這會(huì)導(dǎo)致整流后的所有脈動(dòng)交流成分全部加在電感上，使磁芯渦流損耗達(dá)到最大值，溫度迅速上升，從而燒毀電感。此時(shí)，輸出電壓降低，負(fù)反饋嘗試提升電壓，但這會(huì)進(jìn)一步增加輸出脈動(dòng)交流成分，使磁芯渦流溫升更快，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致電感燒毀。

對(duì)于τ的數(shù)學(xué)意義我們暫時(shí)還不能完全理解，但隨著時(shí)間的推移，電流曲線會(huì)逼近最大值電流最大相當(dāng)于汽車(chē)最終會(huì)跑的最快，時(shí)間常數(shù)表示加速到最大速度的時(shí)間，時(shí)間越小，表示加速和剎車(chē)所需的時(shí)間越少。相反，時(shí)間常數(shù)越大，表示加速和剎車(chē)所需花的時(shí)間越多?，F(xiàn)在假設(shè)電路達(dá)到穩(wěn)定，即電流達(dá)到最大值。即電流不再發(fā)生變化，電感像一根導(dǎo)線，但是如果電源突然斷電，電流也不會(huì)馬上降到0重要的是電感器會(huì)改變自己的磁通來(lái)反抗電流的變化，所以電源斷開(kāi)后，電感會(huì)產(chǎn)生屬于自己的電流，這就像開(kāi)車(chē)的時(shí)候把腳離開(kāi)油門(mén)，你不在給車(chē)加速，但車(chē)也不會(huì)馬上停下來(lái)，而是速度慢慢變小。所以可以減速版的電流方程是最大電流和τ經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，電流相當(dāng)于0，無(wú)論電流是增加還是減少，電感都隨時(shí)奉陪。所以你打開(kāi)或關(guān)系設(shè)備是的響應(yīng)會(huì)延遲，可能就是電感在系統(tǒng)中起作用。開(kāi)關(guān)可以瞬時(shí)控制電壓，但系統(tǒng)中的電感卻可以讓電流反應(yīng)遲鈍。