常用电容器主要参数与特点

常用电容器的主要参数和特征1 .标称容量和容许偏差标称电容是电容器上显示的电容。电解电容器的电容值取决于在交流电压下工作时出现的阻抗。 因此，电容值、即交流电容值根据工作频率、电压及测量方法而变化。 在标准JISC 5102中，铝电解电容器的电容的测定条件规定为频率120Hz、最大交叉电流电压在0.5Vrms(Voltage Root Mean Square，通常是交流电压的有效值)、直流偏置(直流偏置直流偏置)电压在1.5 2.0V的条件下进行。 可以断言铝电解电容器的容量随着频率的增加而减少。存储在电容器中的能量E=CV2/2电容器的线性充电量I=c (PS/PS )电容器的总阻抗(欧姆)z= RS 2(xcXL ) 2电容性电抗(欧姆)XC=1/(2fC )电容器的实际容量和标称容量的偏差称为误差，在容许的偏差范围内称为精度。精度等级和允许误差的对应关系： 00(01)-1%、0(02)-2%、-5%、-10%、iii-20%、-(20%-10% )、-(50%-20% )、-(50%-30% )一般的电容器经常使用I、ii、iii级，电解电容器为iv、v、vi级，根据用途进行选择。2 .额定电压最低环境温度和额定环境温度下能连续施加到电容器上的最高直流电压的有效值一般直接显示在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器就会破坏，引起无法修复的永久性破损。3 .绝缘电阻直流电压施加到电容器上，产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。电容小时，主要依赖于电容的表面状态，电容 0.1uf时，主要依赖于介质的性能，绝缘电阻越大越好。电容器的时间常数：为恰当地评价大容量电容器的绝缘状况导入时间常数，等于电容器的绝缘电阻和电容的乘积。4 .损失电容器由于电场的作用，在单位时间内发热所消耗的能量叫做损耗。 各种电容器规定了某个频率范围内的损耗容许值，电容器的损耗主要是由介质损耗、电导损耗和电容器所有金属部分的电阻引起的。在直流电场的作用下，电容器的损耗以泄漏损耗的形式存在，一般来说很小，在交变电场的作用下，电容器的损耗不仅与泄漏有关，还与周期性的极化建立过程有关。5 .频率特性随着频率的上升，一般电容器的电容呈下降规律。电容器参数的基本公式6、相位角理想的电容器：比现在的电压超前90度理想电感器：把现在的电压延迟90度理想电阻器：与当前电压相同的相位7、耗散系数(% )损失正切值Tan 在电容器的等效电路中，串联等效电阻ESR与电容阻抗1/C的比称为Tan ，这里的ESR是以120Hz计算出的值。 显然，Tan 随着测定频率的提高而变大，随着测定温度的降低而变大。D.F.=tan (损失角)=ESR/Xc=(2fC)(ESR )由于损耗系数是电容器的泄漏电阻，等效串联电阻和等效串联电感，这三个指标总是难以分离，所以很多电容器制造商把它们合并成一个指标，称为损耗系数，主要描述电容器的无效度。 损失系数定义为电容器每周期的损失能与积蓄能之比。 也称为损失正切。在图1中，电容器的泄漏电阻Rp、有效串联电阻Rs、有效串联电感l型寄生元件可能会降低外部电路的性能。 一般来说，考虑到这些组件的效果，定义为损失系数或DF。电容器的泄漏是指施加电压时在介质中流动的微小电流。 模型中与电容并联地表现了单纯的绝缘电阻Rp，但实际上漏和电压不是线性关系。 制造商把泄漏规定为M-F积，多以秒为单位记述介质的自放电时间常数。 其范围在1秒以下和数百秒之间，前者像铝和钽的电容器，后者像陶瓷的电容器。 玻璃电容器的自放电时间常数为1,000以上，特氟隆和薄膜电容器(聚苯乙烯、聚丙烯)的泄漏性能最好，时间常数超过1000，000 m-f。 在这种装置中，装置壳的表面污染、相关联的布线以及物理组装产生泄漏路径，其影响远远超过介质泄漏。有效串联电感ESL (图1 )可以从电容管脚和电容板产生电感，可以将典型电容阻抗改变为电感，特别是在高频下，其幅度取决于电容器内部的具体结构。 管式箔卷电容器的引脚电感显着大于模放射式引脚配置的引脚电感。 多层陶瓷和薄膜电容器的串联阻抗通常最低，铝电解电容器的串联阻抗通常最高。 因此，电解电容器一般不适合高频旁路用途。电容器制造商经常用阻抗和频率的关系图来说明有效串联电感. 出乎意料地，在这些图中，如果频率高，在低频时装置表示主要电容性电抗，那么串联电感的存在会导致较高的阻抗。有效串联电阻ESR (图1的电阻Rs )由端子和电容器板的电阻构成。 如上所述，许多制造商将ESR、ESL和泄漏的影响合并到一个称为“损失系数”或DF的参数中。 损失系数测量电容器的基本无效性。 制造商定义了每周期电容器损失的能量与积蓄的能量之比。 特定频率的等效串联电阻与总电容性电抗之比接近损失系数，但前者等于质量系数q的倒数。损失系数经常随着温度和频率而变化。 使用云母和玻璃介电体的电容器，DF值通常在0.03%到1.0%之间。 在室温下，陶瓷电容器的DF范围是0.1 %2.5 %。 电解电容器的DF值通常超过了上述范围。 薄膜电容通常是最佳的，DF值小于0.1%。8 .质量要素Q=cotan =1/DF9 .等效串联电阻ESR (欧姆)ESR=(DF) Xc=DF/2fC10 .功耗电源损耗=(2fcv2 ) (df )11 .功率因数pf=sin(lossargle )cos(相位角)十二、阻抗z阻碍交流电流以特定频率通过的电阻是所谓的阻抗(z )。 与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关，也与ESR相关。Z= ESR2 (XL - XC)2 式中，XC=1/C=1/2fCXL=L=2fL电容器的电容阻抗(XC )在低频率范围内随着频率的增加而减小，在频率持续增加并达到中频范围时，电抗(XL )降低到ESR的值。 由于当频率达到高频域时感应阻抗(XL )变得占主导地位，所以阻抗随频率的增加而增加。13 .漏电流电容器的介质对直流电流有很大的阻碍作用。 但是，由于铝氧化膜的介质浸渍了电解液，因此施加电压时，在新形成或修复氧化膜时会产生被称为漏电流的小电流。 通常，漏电流随着温度和电压的增加而变大。14 .脉动电流和脉动电压在一些资料中，这两者都称为“脉动电流”和“脉动电压”，实际上是ripple current，ripple voltage。 表示电容器可以容许的脉动电流/电压值。 与ESR的关系密切，可以用下式表示Urms=Irms R其中，Vrms表示脉动电压，Irms表示脉动电流，r表示电容器的ESR如上所述，如果脉动电流变大，则即使在ESR不变化的情况下，脉动电压也倍增。 换言之，这是因为脉动电压变大时，脉动电流也变大，电容器要求更低的ESR值。 重叠施加脉动电流时，会因电容器内部的等效串联电阻(ESR )而发热，影响电容器的寿命。 一般来说，由于脉动电流与频率成比例，所以即使在低频脉动电流也低。各种电容器的重要参数：1 .铝电解电容器把浸渍了糊状电解质的吸水纸夹在两个铝箔之间卷绕，以薄的氧化膜为电介质的电容器。 因为氧化膜在一个方向上具有导电性，所以电解电容器具有极性。 电容大，能承受大的波动电流，电容误差大，漏电流大，一般不适合在高频和低温下应用，不能在25kHz以上的频率下使用低频旁路、信号耦合、电源滤波。容量： 0.47-10000u额定电压： 6.3-450V主要特征：体积小、容量大、损耗大、漏电大应用：电源滤波、低频耦合、解耦合、旁路等2 .钽电解电容器(CA )铌电解电容器(CN )以烧结的钽块为正极，固体二氧化锰在电解质中的温度特性、频率特性、可靠性比普通的要好通电电解电容器，特别是漏电流极小，储藏性良好，寿命长，容量误差小，而且体积小，对能获得单位体积最大电容电压积的脉动电流的耐受性差，容易破损，成为容易成为短路状态的超小型可靠性高的部件。容量： 0.1-1000u额定电压： 6.3-125V主要特点：消耗、漏电比铝电解电容器小应用：用要求高的电路代替铝电解电容器3 .薄膜电容器结构与纸电容器相似，但聚酯、聚苯乙烯等低损耗塑料的介电常数特性好，介电损耗大消耗小的话，无法形成大容量的耐热能力差滤波器、积分、振荡、定时器电路。a聚酯(聚酯)电容器(CL )容量： 40p-4u额定电压： 63-630V主要特征：小体积、大容量、耐热耐湿、稳定性差应用：对稳定性和损失要求低的低频电路b聚苯乙烯电容器(CB )容量： 10p-1u额定电压： 100V-30KV主要特征：稳定、低损耗、体积大应用：对稳定性和损失要求高的电路c聚丙烯电容器(CBB )容量： 1000p-10u额定电压： 63-2000V主要特征：性能与聚苯乙烯相似，但体积小，稳定性稍差应用：要求高电路代替大部分聚苯乙烯和云母电容器4 .陶瓷介质电容器贯通式或支柱式结构的陶瓷电容器，其一个电极是安装螺钉。 引线的电感极小，具有频率特性性质好，介电损耗小，有温度补偿作用，所以不能形成大电容，振动引起的电容变化特别适合高频旁路。a高频瓷介电电容器(CC )容量：1-6800p额定电压： 63-500V主要特征：高频损耗小，稳定性好应用：高频电路b低频陶瓷介质电容(CT )容量： 10p-4.7u额定电压： 50V-100V主要特征：体积小、廉价、损失大、稳定性差应用：要求低的低频电路5、独石电容器(多层陶瓷电容器)在几个陶瓷生片上用电极桨材复盖，重叠后一次卷成一片不可分割的整体，外面用树脂包裹成小型、大容量、高可靠性、耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能容量范围： 0.5PF-1UF耐压：额定电压的2倍。容量大，体积小，可靠性高，容量稳定，耐高温耐湿性好等。应用范围：广泛应用于电子精密仪器. 各种小型电子设备谐振、耦合、过滤、旁路。6、纸的电容器一般以2根铝箔为电极，在中间隔着隔膜重叠缠绕厚度0.0080.012mm的电容器纸。 制造工艺简单，价格便宜，可以得到大容量。一般在低频电路中，通常无法在34MHz以上的频率下运用。 油浸电容器的耐压比普通纸高。 电容器高，稳定性好，适合高压电路。7 .微调电容器电容可以在一定范围内调整，调整后可以固定为电容值。 瓷器介质微调电容器的q值高，体积也小，通常分为圆管式和圆板式。 云母和聚苯乙烯介质通常采用弹簧式东，结构简单，但稳定性差。 由于绕组瓷器介质修整电容器拆下铜线外电极，使容量变动，所以只是容量变小，在需要重复调整的情况下不能使用。a空气介质可变电容器可变容量： 100-1500p主要特征：可根据损耗小、效率高的要求，采用直线式、直线波长式、直线频率式、对数式等应用：电子设备、广播电视设备等b薄膜介质可变电容器可变容量： 15-550p主要特征：体积小，重量轻的损失比空气介质大应用：通信、广播接收机等c薄膜介质微调电容器可变容量：1-29p主要特征：损失大，体积小应用：对收音机、电子设备等电路进行电路补偿d陶瓷介质微调电容器可变容量： 0.3-22p主要特征：损失小，体积小应用：精密调谐的高频振荡电路8 .陶瓷电容器用高介电常数的电容器陶瓷“钛酸钡一氧化钛”挤出到圆管、圆板或圆盘上作为介质，用烧渗法在陶瓷上镀银作为电极。 分为高频瓷器和低频瓷器。 具有小的正电容温度系数的电容器被用于高稳定振荡电路，被用作电路电容器和焊盘电容器。 低频陶瓷电容器仅在工作频率低的电路旁路或直流切断，或者对稳定性或损失的