電容器的定義

電容器的定義第1頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容器的作用電容器在電子線路中的作用一般概括為：通交流、阻直流。電容器通常起濾波、旁路、耦合、去耦、轉(zhuǎn)相等電氣作用，是電子線路必不可少的組成部分。在集成電路、超大規(guī)模集成電路已經(jīng)大行其道的今天，電容器作為一種分立式無(wú)源元件仍然大量使用于各種功能的電路中，其在電路中所起的重要作用可見一斑。作貯能元件也是電容器的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，同電池等儲(chǔ)能元件相比，電容器可以瞬時(shí)充放電，并且充放電電流基本上不受限制，可以為熔焊機(jī)、閃光燈等設(shè)備提供大功率的瞬時(shí)脈沖電流。電容器還常常被用以改善電路的品質(zhì)因子，如節(jié)能燈用電容器。第2頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1隔直流：作用是阻止直流通過(guò)而讓交流通過(guò)。旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。2耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過(guò)并傳輸?shù)较乱患?jí)電路3濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波，接近于直流。4溫度補(bǔ)償：針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來(lái)的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。5計(jì)時(shí)：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時(shí)間常數(shù)。6調(diào)諧：對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。7整流：在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。8儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。（如今某些電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能可以供一個(gè)手機(jī)使用一天。第3頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容器的基本參數(shù)

1電容量:通常以1KHz下數(shù)字電橋測(cè)定的數(shù)值為準(zhǔn),指電容器的大小

損耗角正切值：通常以1KHz下數(shù)字電橋測(cè)定的數(shù)值為準(zhǔn)，指在規(guī)定頻率的正弦電壓下，通過(guò)電容器的有功功率跟無(wú)功功率的比值。

工作電壓（WV）：工作電壓(workingvoltage)簡(jiǎn)稱WV，為絕對(duì)安全值；若是surgevoltage(簡(jiǎn)稱SV或Vs)，就是涌浪電壓或崩潰電壓;，超過(guò)這個(gè)電壓值電容會(huì)爆！根據(jù)國(guó)際IEC384-14規(guī)定，低於315V時(shí)，Vs=1.15×Vr，高於315V時(shí)，Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪電壓，Vr是額定電壓(ratedvoltage)。第4頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2絕緣電阻：絕緣電阻則是電容器隔離直流作用的數(shù)值化表征，希望電容器的絕緣電阻越高越好。在電解電容，這個(gè)參數(shù)一般用漏電流來(lái)表征。漏電流的計(jì)算公式是I=KCV,K是系數(shù)，不同品種的電容有不同的系數(shù)，象CD11是0.03或0.02，而CD110是0.01。該公式得出的數(shù)值單位為μAESR：串聯(lián)等效電阻，包括引線和鋁箔的接觸電阻、電解液的電阻等其他參數(shù)：擊穿電壓、允許通過(guò)的最大紋波電流、使用的溫度范圍、溫度系數(shù)、頻率特性等。在此不一一細(xì)講。第5頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第一類：電解類

電解電容器是指在鋁、鉭、鈮、鈦等閥金屬的表面采用陽(yáng)極氧化法生成一薄層氧化物作為電介質(zhì)，以電解質(zhì)作為陰極而構(gòu)成的電容器。目前最常用的電解電容有鋁電解和鉭電解。

廣義上講，電解質(zhì)包括電解液、二氧化錳、有機(jī)半導(dǎo)體TCNQ、導(dǎo)體聚合物（PPy、PEDT）、凝膠電解質(zhì)PEO等。后面的幾種是目前比較尖端的電容器。

注意：電解質(zhì)和電介質(zhì)的不同。第6頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二類：薄膜類以往的紙介電容器、塑料薄膜電容器多用板狀或條狀的鋁箔作為電極，現(xiàn)在，大多采用真空蒸鍍的方式在電容器紙、有機(jī)薄膜等的表面涂覆金屬薄層作為電極。由于金屬化形式的出現(xiàn)，該類電容器在小型化和片式化方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)電解電容器構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)和威脅。第7頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三類：瓷介類陶瓷電容器采用鈦酸鋇、鈦酸鍶等高介電常數(shù)的陶瓷材料作為電介質(zhì)，在電介質(zhì)的表面印刷電極漿料，經(jīng)低溫?zé)Y(jié)制成。陶瓷電容器的外形以片式居多，也有管形、圓片形等形狀。第8頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、國(guó)產(chǎn)電容器的命名第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。第二部分：材料，用字母表示。用字母表示產(chǎn)品的材料：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(jī)薄膜、N-鈮電解、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介、BB-聚丙烯薄膜部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。第三部分：分類，一般用數(shù)字表示。薄膜電容：材料后面的第一個(gè)數(shù)字1表示箔式有感。2表示金屬化。6表示交流。8表示高壓第四部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。第9頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字含義：電解方面各廠家有不同的使用方法，不一而足。

薄膜電容：材料后面的第一個(gè)數(shù)字1表示箔式有感。2表示金屬化。6表示交流。8表示高壓

瓷介電容:材料后面的第一個(gè)數(shù)字1表示圓片型。4表示獨(dú)石型。8表示高壓。第10頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、關(guān)于電解的一些情況

電容器是使用最廣，用量最大，且不可取代的電子元件，其產(chǎn)量約占電子元件的40％，而鋁電解電容器又占三大類電容器（電解電容器、陶瓷電容器、有機(jī)薄膜電容器）產(chǎn)量的36.8％。電解電容器是10年來(lái)我國(guó)發(fā)展速度最快的元件之一，目前，國(guó)內(nèi)電解電容器的年生產(chǎn)總量接近250億只，年平均增長(zhǎng)率高達(dá)28％，占全球電解電容器產(chǎn)量的1/3。在發(fā)展過(guò)程中，鋁電解電容器也有來(lái)自集成電路、整機(jī)電路的改進(jìn)和在高壓、高頻、長(zhǎng)壽命、小容量應(yīng)用領(lǐng)域中其它電容器（如多層獨(dú)石陶瓷電容器、金屬化薄膜電容器、鉭電解電容器等）的相互滲透。鋁電解電容器自身也在不斷改進(jìn)、完善和創(chuàng)新。尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)需求的提高，環(huán)境的改善，新型整機(jī)的誕生，使小型化、片式化和中高壓大容量鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，需求量越來(lái)越大。因此，鋁電解電容器不僅不會(huì)萎縮，而且還具有更強(qiáng)的生命力和更廣闊的發(fā)展空間，會(huì)有更快的增長(zhǎng)速度。第11頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解電容的特點(diǎn)

電解電容器特點(diǎn)一：?jiǎn)挝惑w積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍。

電解電容器特點(diǎn)二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬(wàn)μf甚至幾f（但不能和雙電層電容相比）。

電解電容器特點(diǎn)三：價(jià)格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對(duì)比較低。

第12頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解電容的缺點(diǎn)

內(nèi)部損耗大：此主要是由于電解液所形成的電阻加上相對(duì)于容量下鋁箔及接點(diǎn)本身的電阻所形成此內(nèi)電阻在等價(jià)電路上為串聯(lián)電阻亦即影響逸散因子的因素。在大電流充放電時(shí)，可能會(huì)引致發(fā)熱等現(xiàn)象。

靜電容量誤差大：因?yàn)殡娊怆娙萜鞯拇蟛糠蛛娙萘渴且揽夸X箔表面凹凸不平的曲面及電解形成的氧化膜介質(zhì)所形成，而此二者不管在進(jìn)行處理或使用時(shí)，性質(zhì)均不安定，使得許多電解質(zhì)電容器的容量誤差為標(biāo)示值的-20％到+80％。為此項(xiàng)缺陷在電源電路中并無(wú)所影響。

漏電流大：主要是因?yàn)榻橘|(zhì)特性的關(guān)系，此在使用于交連等需要隔絕直流之處宜特別注意。

長(zhǎng)期儲(chǔ)存后，漏電流有增大及容量降低之傾向：此乃由于氧化鋁膜長(zhǎng)期浸漬在電解液中，使鋁膜的介質(zhì)特性劣化所致，但可于施加電壓若干時(shí)間后恢復(fù)之。第13頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電解電容的構(gòu)造和生產(chǎn)過(guò)程（以普通得引線鋁電解和引線鉭電解為例）

a、鋁電解的構(gòu)造和生產(chǎn)過(guò)程

鋁電解基本由正極箔+氧化膜（不能獨(dú)立于正極箔存在）+電解紙（浸有電解液）+負(fù)極箔+外殼+膠塞+引線+套管第一步：鋁箔的腐蝕:增加面積幾十到幾百倍，凹凸不平

第二步：氧化膜形成工藝：形成具有單向?qū)щ娦缘难趸?/p>

第三步：鋁箔的切割

第四步：引線的鉚接

第五步：電解紙的卷繞

第六步：電解液的浸漬

第七步：裝配：加鋁殼跟膠塞

第八步：卷邊：加套管

第九步：老化：額定電壓跟額定溫度下第14頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b、鉭電容的構(gòu)造和生產(chǎn)過(guò)程

固體鉭電解基本由鉭粉（正極）+氧化膜（不能獨(dú)立于鉭粉存在）+二氧化錳+銀粉+石墨+環(huán)氧樹脂+引線第一步：將鉭粉和有機(jī)溶劑摻雜在一起，按照一定的形狀加壓成形，同時(shí)埋入鉭引線。第二步：在2000度以上的真空高溫環(huán)境下，將摻雜有機(jī)溶劑的鉭粉在真空中進(jìn)行燒結(jié)變成類似于海綿的狀態(tài)，同時(shí)和引線真正地融合在一起。第三步：將海綿狀的鉭，泡在磷酸溶液里面電解，氧化后表面即生成五氧化二鉭。五氧化二鉭的介電常數(shù)非常高，在27左右，性能高于鋁電解電容的三氧化二鋁介質(zhì)（介電常數(shù)7左右）。第四步：將液態(tài)的硝酸錳加入鉭塊，然后將其在水蒸汽（催化劑）環(huán)境中進(jìn)行熱分解，分別成二氧化錳與二氧化氮。硝酸錳吸附性好，生成的二氧化錳可以完全吸附在海面狀鉭塊內(nèi)部的無(wú)數(shù)個(gè)小孔當(dāng)中。假如這里直接使用固體的二氧化錳，就無(wú)法達(dá)到這種效果，這就是為什么二氧化錳只能在制造過(guò)程中得到的原因。假如使用PPY/PEDT等固體聚合物，因其溶點(diǎn)很低，就可以直接將其熔解然后放進(jìn)去。第五步：最后要將銀粉和石墨涂在二氧化錳的表面上，減少它的ESR，增強(qiáng)它的導(dǎo)電性。第15頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、電路設(shè)計(jì)（1）在確認(rèn)使用及安裝環(huán)境時(shí)，作為按產(chǎn)品樣本設(shè)計(jì)說(shuō)明書上所規(guī)定的額定性能范圍內(nèi)使用的電容器，應(yīng)當(dāng)避免在下述情況下使用：

a)高溫（溫度超過(guò)最高使用溫度）

b)過(guò)流（電流超過(guò)額定紋波電流）

c)過(guò)壓（電壓超過(guò)額定電壓）

d)施加反向電壓或交流電壓。

e)使用于反復(fù)多次急劇充放電的電路中。另：在電路設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)選用與機(jī)器壽命相當(dāng)?shù)碾娙萜?。?6頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）電容器外殼、輔助引出端子與正、負(fù)極以及電路板間必須完全隔離；（3）當(dāng)電容器套管的絕緣不能保證時(shí)，在有絕緣性能特定要求的地方請(qǐng)不要使用；（4）請(qǐng)不要在下述環(huán)境下使用電容器：a)直接與水、鹽水及油類相接觸、或結(jié)露的環(huán)境；b)充滿有害氣體的環(huán)境（硫化物、H2SO3、HNO2、Cl2、氨水等）；

c)置于日照、O3、紫外線及有放射性物質(zhì)的環(huán)境；d)振動(dòng)及沖擊條件超過(guò)了樣本及說(shuō)明書的規(guī)定范圍的惡劣環(huán)境；（5）在設(shè)計(jì)電容器的安裝時(shí)，必須確認(rèn)下述內(nèi)容：

a)電容器正、負(fù)極間距必須與線路板孔距相吻合；

b)保證電容器防爆閥上方留有一定的空間；

c)電容器防爆閥上方盡量避免配線及安裝其他元件；

d)電路板上，電容器的安裝位置，請(qǐng)不要有其他配線；

e)電容器四周及電路板上盡量避免設(shè)計(jì)、安裝發(fā)熱元件；第17頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（6）另外，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確認(rèn)以下內(nèi)容：

a)溫度及頻率的變化不至于引起電性能變化；

b)雙面印刷板上安裝電容器時(shí)，電容器的安裝位置避免多余的基板孔和過(guò)孔；

c)兩只以上電容器并聯(lián)連接時(shí)的電流均衡；

d)兩只以上電容器串聯(lián)連接時(shí)的電壓均衡。2．元件安裝（1）安裝時(shí)，請(qǐng)遵守以下內(nèi)容：a)為了對(duì)電容器進(jìn)行點(diǎn)檢，測(cè)定電氣性能時(shí)，除了卸下的電容器，裝入機(jī)器中通過(guò)電的電容器請(qǐng)不要再使用；

b)當(dāng)電容器產(chǎn)生再生電壓時(shí)，需通過(guò)約1KΩ左右的電阻進(jìn)行放電；

c)期保存的電容器，需通過(guò)約1KΩ左右的電阻加壓處理；第18頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月d)確認(rèn)規(guī)格（靜電容量及額定電壓等）及極性后，再安裝；

e)不要讓電容器掉到地上，掉下的電容器請(qǐng)不要再使用；

f)變形的電容器不要安裝；

g)電容器正、負(fù)極間距與電路板孔距必須相吻和；

h)自動(dòng)插入機(jī)的機(jī)械手力量不宜過(guò)大；（2）焊接時(shí)，請(qǐng)確認(rèn)下面內(nèi)容：

a)注意不要將焊錫附著在端子以外；

b)焊接條件（溫度、時(shí)間、次數(shù)）必須按規(guī)定說(shuō)明執(zhí)行；

c)不要將電容器本身浸入到焊錫溶液中；

d)焊接時(shí)，不要讓其他產(chǎn)品倒下碰到電容器上；（3）焊接后的處理應(yīng)不產(chǎn)生以下的機(jī)械應(yīng)力：

a)電容器發(fā)生傾倒、扭轉(zhuǎn)；

b)電容器碰到其他線路板；

c)使其它物體碰撞到電容器；第19頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）電容器不要用洗凈劑洗凈，不過(guò)，在有必要洗凈的情況下對(duì)電容器進(jìn)行洗凈，必須在產(chǎn)品規(guī)格書規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行；（5）對(duì)有必要洗凈的電容器，洗凈時(shí)，須確認(rèn)下列內(nèi)容：

a)洗凈劑污染管理（電導(dǎo)率、PH值、比重、水分等）；

b)洗凈后，不能保管在洗凈液環(huán)境中及密閉容器中，要采用（最高使用溫度以下的）熱風(fēng)干燥印刷電路板及電容器，使之不殘留洗凈液成分。（6）不使用含鹵素的固定劑、樹脂涂層劑。（7）使用固定劑、涂層劑時(shí)，請(qǐng)確認(rèn)以下內(nèi)容：a)電路板與電容器之間，不能殘留焊接殘?jiān)拔酃福?/p>

b)固定劑、涂層劑吸附前，盡可能不殘留洗凈成分，進(jìn)行干燥處理，使印刷孔不堵塞；

c)固定劑、涂層劑熱硬化條件，按規(guī)定說(shuō)明書要求執(zhí)行。第20頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.組裝使用（1）組裝使用中，請(qǐng)遵守以下內(nèi)容：電容器的端子間不要直接接觸，另外，不要讓導(dǎo)體物質(zhì)引起正負(fù)極短路；（2）請(qǐng)確認(rèn)所安裝電容器所處環(huán)境

a）不要與水或油污接觸或處于結(jié)露狀態(tài)

b）不要讓日光、O3、紫外線及放射線直接照射到電容器上

c）不