電容器的主要的特性

1、很多電子產(chǎn)品中，電容器都是必不可少的電子元器件，它在電子設(shè)備中充當(dāng)整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。由于電容器的類型和結(jié)構(gòu)種類比較多，因此，使用者不僅需要了解各類電容器的性能指標(biāo)和一般特性，而且還必須了解在給定用途下各種元件的優(yōu)缺點(diǎn)、機(jī)械或環(huán)境的限制條件等。一、電容器的主要性能電容器的電氣性能一般有四個主要參數(shù)，它們是：1標(biāo)稱電容量及偏差某一個電容器上標(biāo)有220nT，表示這個電容器的標(biāo)稱電容量為220nF，實(shí)際電容量應(yīng)220nF±5之內(nèi)，此處T表示容量誤差為±5。若T改為K，表示誤差為±10；改為M表示誤差為±20。云

2、母和陶瓷介質(zhì)電容器的電容量較低(大約在5000pF以下)；紙、塑料和一些陶瓷介質(zhì)形式的電容量居中(大約在0005F10F)；通常電解電容器的容量較大。2額定電壓電容器上還標(biāo)有額定電壓值，即在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度下，可以連續(xù)施加在電容器上的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值或脈沖電壓的峰值。電容器在工作時，其上承受的直流電壓應(yīng)小于額定電壓。選擇電容器額定電壓的原則如下：1)低壓時，實(shí)際工作電壓與額定電壓的比率可以高一些。2)高壓時，實(shí)際工作電壓與額定電壓的比率要低一些。3)工作于交流狀態(tài)或直流上的脈動交流成份比較大時，比率要選低一些，頻率越高，比率越低。4)要求可靠性高時，比率要

3、選低一些。電容器應(yīng)用在高壓場合時，必須注意電暈的影響。電暈是由于在介質(zhì)/電極層之間存在空隙而產(chǎn)生的，它除了可以產(chǎn)生損壞設(shè)備的寄生信號外，還會導(dǎo)致電容器介質(zhì)擊穿。在交流或脈動條件下，電暈特別容易發(fā)生。對于所有的電容器，在使用中應(yīng)保證直流電壓與交流峰值電壓之和不的超過直流電壓額定值。3絕緣電阻理想的電容器，在其上加有直流電壓時，應(yīng)沒有電流流過電容器，而實(shí)際上存在有微小的漏電流。直流電壓除以漏電流的值，即為電容器的絕緣電阻?，F(xiàn)在CL11、CBB22等塑料薄膜電容器的絕緣電阻值可達(dá)到5000M以上。電容器的絕緣電阻是一個不穩(wěn)定的電氣參數(shù)，它會隨著溫度、濕度、時間的變化而變化。4損耗角正切值損耗角正切值

4、，簡稱損耗或?qū)懗蓆g。當(dāng)交流電流通過電容器時，其上有一個交流電壓降，對于理想的電容器，其兩端的交流電壓乘上流過的電流所得的值稱為無功功率，此時，電容器不會發(fā)熱。實(shí)際的電容器會產(chǎn)生微小的熱量，其發(fā)熱的功率稱為有功功率。有功功率與無功功率之比稱為損耗角正切值。例如CBB22型電容器的損耗約在萬分之五左右，也就是說發(fā)熱功率占無功功率的萬分之五。在電壓值為基準(zhǔn)的矢量圖上，不發(fā)熱的電流超前它90°，發(fā)熱的電流與它同相，正好是直角三角型的兩個直角邊，發(fā)熱的電流(阻性電流)與不發(fā)熱的電流(容性電流)之比即為損耗，也就是正切值。電容器的損耗受工作頻率的影響較大，一般而言，均隨頻率的增高而增大，但也有

5、例外。例如：某電容器在1kHz時比在100Hz時的損耗還要小。5 溫度系數(shù)。實(shí)際電容器的電容量是隨著溫度變化而變化的，當(dāng)溫度升高時，有的電容量會變大，稱為正溫度系數(shù)的電容器；有的則變小，稱為負(fù)溫度系數(shù)的電容器。溫度系數(shù)通常是以20基準(zhǔn)溫度，當(dāng)溫度變化一度時，電容量的變化比率來表示，單位為PPM/。PPM表示百萬分之一。例如：CBB22的溫度系數(shù)約為300PPM/，則表示每升高一度，電容量減小萬分之三即003。如果溫度上升40，則003×40=12，容量要下降12二、電容器的分類：為了便于記憶，我們把主要的電容器分成三類，并稱為主流產(chǎn)品。1電解電容器電解電容器屬老產(chǎn)品，近年來的改進(jìn)主要

6、是體積越做越小。鋁電解電容器的電性能較差，損耗tg在100Hz時約為510左右，容量的穩(wěn)定性和溫度系數(shù)也差。這種電容器主要應(yīng)用在電源濾波和要求不嚴(yán)的低頻電路中。使用者要記住的是：同樣的容量，大體積的要比小體積的損耗??；同樣的容量，高壓的比低壓的損耗要??；不同的容量，小容量比大容量的損耗要小。鉭電解電容器(CA型)電性能包括損耗、容量的穩(wěn)定性和溫度系數(shù)，要比鋁電解好得多。但價格也要高些。2塑料薄膜電容器塑料薄膜電容器是近一、二十年發(fā)展起來的電容器，現(xiàn)已成為主流產(chǎn)品(淘汰了以往的紙介電容器)。薄膜電容器的容量上限可以很大，如電動機(jī)啟動用CBB60、CBB61型電容器，容量可達(dá)幾十微法。薄膜電容器主

7、要有兩種材料，聚酯(滌綸)CL型和聚丙烯CBB型。每種材料主要有兩種結(jié)構(gòu)；箔式CL11、CBB11和金屬化CL21、CBB21、CBB22等。這樣我們就能很容易從型號上看出它們的材料和結(jié)構(gòu)。例如：CL21則表示這個電容器的材料是滌綸，結(jié)構(gòu)是金屬化。CL11型是數(shù)量最大的一種低價產(chǎn)品。箔式結(jié)構(gòu)是指電容器用塑料薄膜和鋁箔疊在一起卷繞而成，導(dǎo)電電極為鋁箔。金屬化結(jié)構(gòu)是預(yù)先用真空蒸發(fā)的方法在薄膜上蒸發(fā)了一層極薄的金屬膜，然后用這個薄膜卷繞成的電容器，導(dǎo)電電極為蒸發(fā)的金屬膜(大多仍為鋁膜)。在同樣規(guī)格情況下，金屬化電容器的體積要比箔式的小。金屬化薄膜電容器有自愈特性，即電容器中塑料薄膜某一點(diǎn)若存在缺陷，

8、加電壓時會擊穿，則此處的金屬膜會蒸發(fā)掉，而不會產(chǎn)生短路現(xiàn)象，從而使電容器仍能正常工作。金屬化電容器還有一個優(yōu)點(diǎn)就是引出線是從噴了金屬的端面引出，從而使電流通路很短，所以也稱為無感電容器。損耗：CL型和CBB型電容器在外形上差別不大，但在損耗這一電性能上差別較大。滌綸電容器的損耗較大，在1kHz時典型值約為50×104，與紙介電容器相當(dāng)。聚丙烯電容器的損耗(1kHz)，指標(biāo)大約是10×104，實(shí)際上一般小于5×104，約為滌綸電容器的十分之一。絕緣：CL型和CBB型絕緣性能都特別好，優(yōu)于其它電容器。例如，一只CBB22型100nF電容器，其絕緣電阻可超過五萬兆歐。溫

9、度系數(shù)：CL型與CBB型電容器的溫度系數(shù)大體上都為300PPM/左右，但是CL型為正溫度系數(shù)，CBB型為負(fù)溫度系數(shù)。前面介紹過CBB型電容器在溫度升高40時，容量要下降12左右。所以這兩種電容器都不能制成精密電容器，最高精度只有±5(J)。有時候，電容器上的標(biāo)記不清，若要辨別真假CBB電容器，可以利用CL型和CBB型溫度系數(shù)方向不同的原理來辨別，可以用手掌型數(shù)字電容表和電吹風(fēng)來進(jìn)行試驗(yàn)。先把電容器接到電容表上讀出冷態(tài)時的電容值，然后用電吹風(fēng)加熱電容器，注意溫度要調(diào)低一點(diǎn)，如果電容器的容量變大，說明是CL型電容器，反之則是CBB型電容器。順便提一下，所有的非極性薄膜電容器均為負(fù)溫度系數(shù)

10、，例如聚苯乙烯電容器。3陶瓷電容器陶瓷電容器分為三個品種：1類瓷CC型，2類瓷CT型，3類瓷CS型。1類瓷、瓷介電容器電性能最好，一般工作在高頻領(lǐng)域。絕緣和損耗也都非常好，溫度系數(shù)也很小。陶瓷電容器與其它電容器不同，介質(zhì)是屬復(fù)合材料，所以改變材料的配方可調(diào)節(jié)溫度系數(shù)。所以1類瓷、陶瓷電容器除了標(biāo)明容量外，還要標(biāo)明其溫度系數(shù)以及溫度系數(shù)的誤差。例如：標(biāo)有CH、C表明其溫度系數(shù)基數(shù)為0，H表示溫度系數(shù)的誤差為±60PPM/，如標(biāo)有PJ，P表示溫度系數(shù)基數(shù)為150PPM/，J表示其誤差為±120PPM/，有時也用電容器頂上的顏色來表示溫度系數(shù)。黑色的溫度系數(shù)最小，紅色、橙色依次次

11、之。溫度系數(shù)越小的電容器，其體積要大一些，所以一般情況下，1 類單片高頻瓷介電容器的最大電容量不會超過1000pF。2類瓷和3類瓷陶瓷電容器又稱為鐵電陶瓷。它們的特點(diǎn)是材料的介電系數(shù)特別高，所以制成的電容器容量特別大，而體積又小。例如：鐵電陶瓷電容器的損耗和絕緣這兩個參數(shù)，比CL11型要差5倍左右，容量的溫度系數(shù)也較大。例如：E型溫度特性的電容量變化率為2055，F(xiàn)型為3080，只有B型較好為±10。容量的溫度特性具有居里點(diǎn)，溫度在30左右時容量最大，溫度降低和溫度增高時，容量都急驟下降。所以這種電容器只能用在要求不高的地方。對于陶瓷電容器，同樣的電容量和工作電壓，體積越大的電性能越好。4非主流電容器(1)云母電容器(CY型)以前在高頻領(lǐng)域主要應(yīng)用云母電容器，后來逐步由高頻陶瓷電容器取代。云母電容器應(yīng)用的減少不是因?yàn)殡娦阅懿缓?，而是因?yàn)樵颇傅V源稀少，制造云母電容器生產(chǎn)工藝復(fù)雜造成的。云母電容器的電性能非常好，所以云母電容器可以制成標(biāo)準(zhǔn)電容器。(2)聚苯乙烯電容器(CB型)聚苯乙烯電容器