基礎(chǔ)元件介紹——電容(一)
出處:中國電子商情 發(fā)布于:2011-08-17 09:31:51
電容器通常簡稱為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是“儲存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的,兩片相距很近的金屬中間被絕緣物質(zhì)(固體、氣體或液體)分隔開,就構(gòu)成了電容器。兩片金屬稱為極板,中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上,一段時間后即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓,可以說電容器儲存了電荷。電容器兩極板之間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱之為電容器的充電。充電后的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程,被稱為電容器的放電。
電容器的型號命名方法
1.國產(chǎn)電容器的型號命名方法
國產(chǎn)電容器的型號命名一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。
Ø部分:名稱,用字母C表示;
Ø第二部分:材料,用字母表示;A—鉭電解、B—聚苯乙烯等非極性薄膜、C—高頻陶瓷、D—鋁電解、E—其它材料電解、G—合金電解、H—復(fù)合介質(zhì)、I—玻璃釉、J—金屬化紙、L—滌綸等極性有機薄膜、N—鈮電解、O—玻璃膜、Q—漆膜、T—低頻陶瓷、V—云母紙、Y—云母、Z—紙介。
Ø 第三部分:分類,一般用數(shù)字表示,個別用字母表示;
Ø第四部分:序號,用數(shù)字表示。
2. 國外電容器的型號命名方法
國外電容器的型號命名由六部分組成,各部分的含義如下:
Ø 部分用字母表示電容器的類型。
CM、CB、DM 表示云母電容電容器;
CC、CK、CKB表示瓷介電容器;
CE、CV、NDS 鋁電解電容器;
CS、CSR、NDS表示固體鉭電解電容器;
CL、CLR表示非固體鉭電解電容器;
CY、CYR 表示玻璃釉電容器;
CA、CN、CP表示紙介電容器;
CH、CHR表示金屬化紙介電容器。
Ø 第二部分用數(shù)字表示外形結(jié)構(gòu)。封裝形式與尺寸的對應(yīng)關(guān)系如表1。
表1 電容封裝形式與尺寸對應(yīng)關(guān)系表

Ø 第三部分用字母表示溫度特性。
Ø 第四部分用字母或數(shù)字表示耐壓值。
Ø第五部分用數(shù)字表示標稱容量,詳細如表2。
表2 用數(shù)字表示電容標稱容量對照表
|
第五部分:標稱容量 | ||
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數(shù)字 |
含義 | |
|
普通電容器 |
電解電容器 | |
|
0R5 |
0.5PF |
0.5μF |
|
010 |
1PF |
1μF |
|
1R5 |
1.5PF |
1.5μF |
|
100 |
10PF |
10μF |
|
101 |
100PF |
100μF |
|
221 |
200PF |
200μF |
|
103 |
0.01μF |
10000μF |
|
333 |
0.03μF |
33000μF |
|
104 |
0.1μF |
100000μF |
Ø第六部分用字母表示允許偏差。
電容器的分類
電容器分為容量固定電容與容量可變電容。但常見的是固定容量的電容,多見的是電解電容和瓷片電容。按電介質(zhì)劃分主要有:有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容等;從材料上可以分為:聚乙烯電容(CBB),滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨石電容、電解電容、鉭電容等。按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器等。
1、獨石電容器
多層陶瓷電容器在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料,疊合后繞結(jié)成一塊不可分割的整體,外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器。高介電常數(shù)的低頻獨石電容具有穩(wěn)定的性能,體積極小,Q值高和容量誤差較大等特點,常用于噪聲旁路、濾波器、積分和振蕩電路中。
2、紙質(zhì)電容器
一般是用兩條鋁箔作為電極,中間以厚度為0.008mm~0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單,價格便宜,能得到較大的電容量。一般只用于低頻電路,通常不能在高于3~4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高,穩(wěn)定性也好,適用于高壓電路。
3、薄膜電容器
結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì),頻率特性好,介電損耗小,不能做成大的容量,耐熱能力差,常用于濾波器、積分、振蕩、定時電路。
4、瓷介電容器
穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器,它的一個電極就是安裝螺絲,引線電感極小,頻率特性好,介電損耗小,有溫度補償作用。不能做成大的容量,受振動會引起容量變化,特別適于高頻旁路。
5、鋁電解電容器
用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成,薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器。因為氧化膜有單向?qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性,容量大,能耐受大的脈動電流,容量誤差大,泄漏電流大。普通的鋁電解電容器不適于在高頻和低溫下應(yīng)用,不宜使用在25kHz以上頻率,常用于低頻旁路、信號耦合、電源濾波等電路中。
6、鉭電解電容器
用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳,溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器,特別是漏電流極小,貯存性良好,壽命長,容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到的電容電壓乘積,對脈動電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態(tài)。在超小型高可靠機件中應(yīng)用廣泛。
7、陶瓷電容器
用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介電容和低頻瓷介電容兩種。具有小的正電容溫度系數(shù),用于高穩(wěn)定振蕩回路中,作為回路電容。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用,或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中,因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路。
8、玻璃釉電容器
由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成,介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成“獨石”結(jié)構(gòu)。性能可與云母電容器媲美,能耐受各種氣候環(huán)境,一般可在200℃或更高溫度下工作,額定工作電壓可達500V。
9、微調(diào)電容器
電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整,并可在調(diào)整后固定于某個電容值。 瓷介微調(diào)電容器的Q值高,體積也小,通常可分為圓管式及圓片式兩種。云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式,結(jié)構(gòu)簡單,但穩(wěn)定性較差。線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的,故容量只能變小,不適合在需反復(fù)調(diào)試的場合使用。
電容器主要特性參數(shù)
1.容量與誤差:指實際電容量和標稱電容量允許的偏差范圍。一般分為3級,一般I級為±5%,II級為±10%,III級為±20%。某些情況下還有0級,指誤差為±20%。精密電容器的允許誤差較小,電解電容器的誤差較大,會分別采用不同的誤差等級。
2.額定工作電壓:為電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定可靠工作所承受的直流電壓,又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件,耐壓越高,體積越大。
3.溫度系數(shù):指在一定溫度范圍內(nèi)溫度每變化1℃電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好。
4.絕緣電阻:用來表明電容的漏電大小。一般小容量的電容絕緣電阻大,約為幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言,絕緣電阻越大越好,漏電也小。
5.損耗:在電場的作用下,電容器在單位時間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗。
6.頻率特性:指電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器,由于介電常數(shù)在高頻時比低頻時小,電容量也相應(yīng)減小,損耗也隨頻率的升高而增加。另外,在高頻工作時,電容器的分布參數(shù),如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等,都會影響電容器的性能。所有這些,使得電容器的使用頻率受到限制。不同品種的電容器,使用頻率不同,小型云母電容器在250MHZ以內(nèi);圓片型瓷介電容器為300MHZ;圓管型瓷介電容器為200MHZ;圓盤型瓷介電容器可達3000MHZ;小型紙介電容器為80MHZ;中型紙介電容器只有8MHZ。
不同介質(zhì)的電容器其特性差別較大,表3為幾種主要電容器特點對比。
表3 電容器特點對比一覽表

1.鋁電解電容與鉭電解電容對比
鋁電解電容的體積較大、串聯(lián)電阻較大、感抗較大、對溫度敏感,適用于溫度變化不大、工作頻率不高(不高于25kHz)的場合,可用做低頻濾波。鋁電解電容有極性,安裝時必須保證正確的極性,否則有爆炸的危險。
與鋁電解電容相比,鉭電解電容在串聯(lián)電阻、感抗、對溫度的穩(wěn)定性等方面都有明顯的優(yōu)勢,但工作電壓較低。
2.紙介電容和聚酯薄膜電容
體積比較小、串聯(lián)電阻小、感抗值較大,適用于電容量不大、工作頻率不高(如1MHz以下)的場合,可用于低頻濾波和旁路。使用管型紙介電容器或聚酯薄膜電容器時,可把外殼與參考地相連,以使外殼起到屏蔽作用,從而減少電場耦合的影響。
3.云母和陶瓷電容
體積很小、串聯(lián)電阻小、電感值小,頻率/容量特性穩(wěn)定,適用于電容量小、工作頻率高(頻率可達500MHz)的場合,用做高頻濾波、旁路、去耦等用途。但這類電容承受瞬態(tài)高壓脈沖能力較弱,因此不能將它隨便跨接在低阻電源線上。
4.聚苯乙烯電容
串聯(lián)電阻小、電感值小,電容量相對時間、溫度、電壓很穩(wěn)定,適用于要求頻率穩(wěn)定性高的場合,可用于高頻濾波、旁路、去耦。
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