电容知识大全

午夜幽兰 · 发表于 2006-12-6 17:36:47

  [wiki]电容[/wiki]器一般可以分为没有极性的普通电容器和有极性的电解电容。普通电容器分为固定电容器、半可调电容器（微调电容器）、可变电容器。
一．固定电容器：指一经制成后，其电容量不能再改变的电容器。
1．电容的分类：电容一般按电介质来分类。
1）纸介电容器.
2）涤纶电容器.
3）聚苯乙烯电容器.
4）聚丙烯电容器.
5）聚四氟乙烯电容器.
6）聚酰亚胺薄膜电容器.
7）聚碳酸酯薄膜电容器.
8）复合薄膜电容器.
9）漆膜电容器.
10）叠片形金属化聚碳酸酯电容器.
11）云母电容器.
12）瓷介电容器.
13）玻璃釉电容器.

2．电容的型号命名：
1）各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成：
第一部分：用字母表示名称，电容器为C。
第二部分：用字母表示材料。
第三部分：用数字表示分类。
第四部分：用数字表示序号。
2）电容的标志方法：
（1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。
（2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、u、m、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10pF的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F——±1pF。
（3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示：
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颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰
耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V

（4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。
第一项：用字母表示类别：
第二项：用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。
第三项：温度补偿型电容器的温度特性，有用字母的，也有用颜色的，其意义如下表所示：

序号字母颜色温度系数允许偏差序号字母颜色温度系数允许偏差
1 A 金 +100  12 R 黄  -220
2 B 灰 +30  13 S  绿 -330
3 C 黑 0  14 T 蓝  -470
4 G ±30 15 U 紫  -750
5 H 棕 -30 ±60 16 V -1000
6 J ±120 17 W -1500
7 K ±250 18 X -2200
8 L 红 -80 ±500 19 Y -3300
9 M ±1000 20 Z -4700
10 N ±2500 21 SL +350~-1000
11 P 橙 -150  22 YN -800~-5800
   备注：温度系数的单位10e -6/℃；允许偏差是 % 。

第四项：用数字和字母表示耐压，字母代表有效数值，数字代表被乘数的10的幂。
第五项：标称容量，用三位数字表示，前两位为有效数值，第三为是10的幂。当有小数时，用R或P表示。普通电容器的单位是pF，电解电容器的单位是uF。
第六项：允许偏差。用一个字母表示，意义和国产电容器的相同。
也有用色标法的，意义和国产电容器的标志方法相同。
3．电容的主要特性参数：
（1）容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3级：I级±5%，II级±10%，III级±20%。在有些情况下，还有0级，误差为±20%。
精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005级——±0.5%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I级——±5%；K——II级——±10%；M——III级——±20%。
（2）额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
（3）温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。
（4）绝缘电阻：用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。
（5）损耗：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。
（6）频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。
不同品种的电容器，最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；圆片型瓷介电容器为300MHZ；圆管型瓷介电容器为200MHZ；圆盘型瓷介可达3000MHZ；小型纸介电容器为80MHZ；中型纸介电容器只有8MHZ。

4．电容的使用：
1）选择合适的型号.
2）合理确定电容器的精度.
3）确定电容器的额定工作电压：对一般电路，电路的工作电压应为电容器额定电压的10%~20%；当有脉动电压时，工作电压应为脉动的最高电压。当应用于交流时，额定电压随频率的增加而要相应增大。当温度环境比较高时，额定电压还要选用更大的。
4）尽量选择绝缘电阻大的电容.
5）考虑温度系数和频率特性.
6）注意使用环境.

午夜幽兰 · 发表于 2006-12-6 17:37:42

各种电容简介
一电解电容器：
电解电容器一般有正、负极之分，即具有极性。因此在电路中使用时正、负极不能接错。现在已经可以制造无极性的或用于交流电路的电解电容器，称为双极性电解电容或无极性电解电容。在外加电压的作用下，由于某种原因而引起局部损坏的器件，具有自行修补的作用，这种现象叫做电解电容的自愈。
电解电容一般只能在－20℃～＋70℃的范围内使用。特性受温度、频率的影响很大。一般经常使用的都是铝电解电容。铝电解电容的型号一般是CDXX，[wiki]容量[/wiki]、耐压、正负极都标记在外壳上。有时也用引线的长短来表示，长线为正，短线为负。
铝电解电容的损耗较大，温度、频率特性差，限制了在交流电路中的应用。

二．钽电解电容器：
钽电解电容是用金属钽作电极、氧化钽作介质的电容器。特点是：化学稳定性高，额定耐压高，耐高温性能好，机械强度高，体积小。常用CA标志，其容量从0.47uF到1000uF，额定耐压主要有6.3V、10V、16V、63V几种。性能远优于铝电解电容，但价格比较贵。
其它的电解电容还有铌电解电容，性能更优，体积更小。钛电解电容、钽－铌电解电容。

三．微型电容器：
1．片状陶瓷电容器：即表贴电容器。容量范围为1pF～47800pF，耐压为25V、50V。封装安装尺寸和表贴电阻一样。
2．片状钽电容器：体积小、容量大。焊接时温度限制在280℃以下，时间小于10S。其容量范围为0.1uF～100uF，直流工作电压为4～50V，常用的耐压为16V、35V等。
3．双电层电解电容：介于电池和电容之间，具有超大容量，被称为超级电容器。一般只能用于直流或低频条件下，经常作为储能[wiki]元件[/wiki]使用。
4．半导体电容器：

四．微调电容器和可变电容器：
1．微调电容器也叫半可调电容器，其容量在5～45pF之间。其种类很多，常见的有下列几种：
1) 瓷介微调电容器：特点是耐磨、寿命长。
2) 管型微调电容器：又称为拉线微调电容器，一次性使用。常用于收音机。
3) 云母微调电容器：体积小，常用于收音机中。
4) 筒型微调电容器：结构复杂，精度高。
5) 薄膜介质微调电容器：和云母微调电容器结构相同，只是介质不同，体积更小。有双联产品。
6) 短波专用微调电容器：专门用于收音机的短波频段，变化范围小，只有2.2pF，但寿命长，为10000次以上。

午夜幽兰 · 发表于 2006-12-6 17:38:12

常用电容器的结构和特点

电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍，以供大家参考。
1．铝电解电容器：它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。
2．钽铌电解电容器：它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。
3．陶瓷电容器：用陶瓷做介质。在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。
铁电陶瓷电容容量较大，但损耗和温度系数较大，适用于低频电路。
4．云母电容器：用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。其特点是：介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。
5.薄膜电容器：结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。
聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。
6.纸介电容器：用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。
7 金属化纸介电容器：结构基本相同于纸介电容器，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代金属箔，体积小、容里较大，一般用于低频电路。
8 油浸纸介电容器：它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强其耐压。其特点是电容量大、耐压高，但体积较大。
此外，在实际应用中，第一要根据不同的用途选择不同类型的电容器；第二要考虑到电容器的标称容量，允许误差、耐压值、漏电电阻等技术参数；第三对于有正、负极性的电解电容器来说，正、负极在焊接时不要接反。

午夜幽兰 · 发表于 2006-12-6 17:39:50

电容的使用一些经验和误区

　　在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。

四个误区：

●电容容量越大越好

　　很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。

　　在谐振点，电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降。

　　电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。
●同样容量的电容，并联越多的小电容越好

　　耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。

　　当电压固定时候，容量越大，ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。

●ESR越低，效果越好

　　结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。

　　ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。

●好电容代表着高品质

　　“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。在板卡设计中，电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品。衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大。