常用電容器主要參數(shù)與特點

1、.常用電容器主要參數(shù)與特點1、 標(biāo)稱電容量和允許偏差標(biāo)稱電容量是標(biāo)志在電容器上的電容量。電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時所呈現(xiàn)的阻抗。因此容值，也就是交流電容值，隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標(biāo)準(zhǔn)JISC 5102 規(guī)定：鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz，最大交流電壓為 0.5Vrms（Voltage Root Mean Square，通常指交流電壓的有效值），DC bias （直流偏壓直流偏置直流偏移直流偏磁）電壓為1.5 2.0V 的條件下進(jìn)行?？梢詳嘌?，鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。 電容器中存儲的能量 E = CV2/2 電容器的線性

2、充電量 I = C （dV/dt） 電容的總阻抗（歐姆） Z = RS2 + （XC XL）2 容性電抗（歐姆） XC = 1/（2fC）電容器實際電容量與標(biāo)稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。精度等級與允許誤差對應(yīng)關(guān)系：00（01）-1%、0（02）-2%、-5%、-10%、-20%、 -（+20%-10%）、-（+50%-20%）、-（+50%-30%）一般電容器常用、級，電解電容器用、級，根據(jù)用途選取。2、額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標(biāo)注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復(fù)的永久損壞。3、

3、絕緣電阻直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量0.1uf 時，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越大越好。電容的時間常數(shù)：為恰當(dāng)?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù)，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。4、損耗電容在電場作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導(dǎo)損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導(dǎo)有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。5、頻率特性

4、隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。電容器參數(shù)的基本公式6、 相位角 理想電容器：超前當(dāng)前電壓 90度理想電感器：滯后當(dāng)前電壓 90度理想電阻器：與當(dāng)前電壓的相位相同7、耗散系數(shù) （%） 損耗角正切值 Tan 在電容器的等效電路中，串聯(lián)等效電阻 ESR 同容抗 1/C 之比稱之為 Tan ， 這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然，Tan 隨著測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大。D.F. = tan （損耗角）= ESR / Xc = （2fC）（ESR）損耗因數(shù)，因為電容器的泄漏電阻、等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感，這三項指標(biāo)幾乎總是很難分開，所以許多電容

5、器制造廠家將它們合并成一項指標(biāo)，稱作損耗因數(shù)，主要用來描述電容器的無效程度。損耗因數(shù)定義為電容器每周期損耗能量與儲存能量之比。又稱為損耗角正切。圖1中，電容的泄露電阻Rp、有效串聯(lián)電阻Rs和有效串聯(lián)電感L式寄生元件，可能會降低外部電路的性能。一般將這些元件的效應(yīng)合并考慮，定義為損耗因數(shù)或DF。電容的泄漏是指施加電壓時流過電介質(zhì)的微小電流。雖然模型中表現(xiàn)為與電容并聯(lián)的簡單絕緣電阻Rp，但實際上泄露與電壓并非線性關(guān)系。制造商常常將將泄漏規(guī)定為 M-F 積，用來描述電介質(zhì)的自放電時間常數(shù)，單位為秒。其范圍介于 1 秒或更短與數(shù)百秒之間，前者如鋁和鉭電容，后者如陶瓷電容。玻璃電容的自放電時間常數(shù)為 1

6、,000 或更大；特氟龍和薄膜電容（聚苯乙烯、聚丙烯）的泄漏性能最佳，時間常數(shù)超過 1,000,000 M-F。對于這種器件，器件外殼的表面污染或相關(guān)配線、物理裝配會產(chǎn)生泄漏路徑，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電介質(zhì)泄漏。有效串聯(lián)電感 ESL（圖 1）產(chǎn)生自電容引腳和電容板的電感，它能將一般的容抗變成感抗，尤其是在較高頻率時；其幅值取決于電容內(nèi)部的具體構(gòu)造。管式箔卷電容的引腳電感顯著大于模制輻射式引腳配置的引腳電感。多層陶瓷和薄膜電容的串聯(lián)阻抗通常最低，而鋁電解電容的串聯(lián)阻抗通常最高。因此，電解電容一般不適合高頻旁路應(yīng)用。電容制造商常常通過阻抗與頻率的關(guān)系圖來說明有效串聯(lián)電感。不出意料的話，這些圖會顯示：在低

7、頻時，器件主要表現(xiàn)出容性電抗；頻率較高時，由于串聯(lián)電感的存在，阻抗會升高。有效串聯(lián)電阻 ESR（圖 1 的電阻 Rs）由引腳和電容板的電阻組成。如上文所述，許多制造商將 ESR、ESL 和泄漏的影響合并為一個參數(shù)，稱為“損耗因數(shù)”或 DF。損耗因數(shù)衡量電容的基本無效性。制造商將它定義為每個周期電容所損失的能量與所存儲的能量之比。特定頻率的等效串聯(lián)電阻與總?cè)菪噪娍怪冉朴趽p耗因數(shù)，而前者等于品質(zhì)因數(shù) Q 的倒數(shù)。損耗因數(shù)常常隨著溫度和頻率而改變。采用云母和玻璃電介質(zhì)的電容，其 DF 值一般在 0.03% 至 1.0% 之間。室溫時，陶瓷電容的 DF 范圍是 0.1% 至 2.5%。電解電容的

8、DF 值通常會超出上述范圍。薄膜電容通常是最佳的，其 DF 值小于 0.1%。8、品質(zhì)因素Q = cotan = 1/ DF9、等效串聯(lián)電阻ESR（歐姆）ESR = （DF） Xc = DF/ 2fC10、功率消耗Power Loss = （2fCV2） （DF）11、功率因數(shù)PF = sin （loss angle） cos （相位角）12、阻抗 Z在特定的頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗（Z）。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關(guān)，且與 ESR 也有關(guān)系。Z = ESR2 + （XL - XC）2 式中，XC = 1 / C = 1 / 2fCXL = L = 2fL電容

9、的容抗（XC）在低頻率范圍內(nèi)隨著頻率的增加逐步減小，頻率繼續(xù)增加達(dá)到中頻范圍時電抗（XL）降至 ESR 的值。當(dāng)頻率達(dá)到高頻范圍時感抗（XL）變?yōu)橹鲗?dǎo)，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。13、漏電流電容器的介質(zhì)對直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時，重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時候會產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。14、紋波電流和紋波電壓在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”，其實就是 ripple current，ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR

10、之間的關(guān)系密切，可以用下面的式子表示：Urms = Irms R式中，Vrms 表示紋波電壓，Irms 表示紋波電流，R 表示電容的ESR由上可見，當(dāng)紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高。換言之，當(dāng)紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后，由于電容內(nèi)部的等效串連電阻（ESR）引起發(fā)熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與頻率成正比，因此低頻時紋波電流也比較低。各種電容關(guān)鍵參數(shù)：1、 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?/p>

11、質(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；普通的不適于在高頻和低溫下應(yīng)用，不宜使用在25kHz 以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波。電容量：0.47-10000u額定電壓：6.3-450V主要特點：體積小，容量大，損耗大，漏電大應(yīng)用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等2、 鉭電解電容器（CA）鈮電解電容（CN）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，單位體積下能得到最大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)超小型高可靠機(jī)件中。電

12、容量：0.1-1000u額定電壓：6.3-125V主要特點：損耗、漏電小于鋁電解電容應(yīng)用：在要求高的電路中代替鋁電解電容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，耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時電路。a 聚酯（滌綸）電容（CL）電容量：40p-4u額定電壓：63-630V主要特點：小體積，大容量，耐熱耐濕，穩(wěn)定性差應(yīng)用：對穩(wěn)定性和損耗要求不高的低頻電路b 聚苯乙烯電容（CB）電容量：10p-1u額定電壓：100V-30KV主要特點：穩(wěn)定，低損耗，體積較大應(yīng)用：對穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路c 聚丙烯電容（CBB）電容量：1

13、000p-10u額定電壓：63-2000V主要特點：性能與聚苯相似但體積小，穩(wěn)定性略差應(yīng)用：代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路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(bǔ)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。a 高頻瓷介電容（CC）電容量：1-6800p額定電壓：63-500V主要特點：高頻損耗小，穩(wěn)定性好應(yīng)用：高頻電路b 低頻瓷介電容（CT）電容量：10p-4.7u額定電壓：50V-100V主要特點：體積小，價廉，損耗大，穩(wěn)定性差應(yīng)用：要求不高的低頻電路5、 獨石電容器（多層陶瓷電容器

14、）在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結(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)的低頻獨石電容器也具有穩(wěn)定的性能，體積極小，Q 值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路。容量范圍：0.5PF-1UF耐壓：二倍額定電壓。電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于電子精密儀器。各種小型電子設(shè)備作諧振、耦合、濾波、旁路。6、 紙質(zhì)電容器一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.0080.012mm 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。一般在低頻電路內(nèi)，

15、通常不能在高于34MHz 的頻率上運(yùn)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。7、 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?？煞譃閳A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東，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。a 空氣介質(zhì)可變電容器可變電容量：100-1500p主要特點：損耗小，效率高；可根據(jù)要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數(shù)式等應(yīng)用：電子儀器，廣播電視設(shè)備等b 薄膜介質(zhì)可變電容器可變電容量：15-550p主要特點：體積小，重量輕；損耗比空氣介質(zhì)的大應(yīng)用：通訊，廣播接收機(jī)等c 薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器可變電容量：1-29p主要特點：損耗較大，體積小應(yīng)用：收錄機(jī)，電子儀器等電路作電路補(bǔ)償d 陶瓷介質(zhì)微調(diào)電容器可變電容量：0.3-22p主要特點：損耗較小，體積較小應(yīng)用：精密調(diào)諧的高頻振蕩回路8、 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。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。 具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。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