電容器選型指南-電子元器件選型指導(dǎo)系列(一)

本文從電容器的分類、命名、性能指標(biāo)，到電容器在電路中的作用，選型及運(yùn)用，為大家一一做介紹，希望對(duì)大家有幫助。

電容器，簡(jiǎn)稱電容(Capacitor，通常用字母“C” 表示)是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路，能量轉(zhuǎn)換，控制等方面。

一、基礎(chǔ)知識(shí)

1.電容器的分類

電容器的種類繁多，其分類方式有多種:

2.電容器的型號(hào)命名方法

電容器的型號(hào)一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變和真空電容器)：

第一部分(主稱)：用字母表示，電容器用C

第二部分(材料)：用字母表示

第三部分(特征)：一般用數(shù)字表示，個(gè)別用字母表示

第四部分(序號(hào))：用數(shù)字表示

3.主要性能指標(biāo)

(1)標(biāo)稱電容量

電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱容量。電容的基本單位是法拉，簡(jiǎn)稱法(F)。但實(shí)際上，法拉是一個(gè)很不常用的單位，因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?法拉小得多，常用的電容單位有微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)。

它們的關(guān)系是：1F=1000mF;1mF=1000μF;1μF=1000nF;1nF=1000pF

一般情況，電容器上都直接寫出其容量，也有用數(shù)字來(lái)標(biāo)志容量的。通常在容量小于10000pF 的時(shí)候，用pF做單位，大于10000pF 的時(shí)候，用uF 做單位。為了簡(jiǎn)便起見，大于 100pF 而小于 1uF 的電容常常不注單位。沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是 pF，有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是 uF。如有的電容上標(biāo)有“332”(3300pF)三位有效數(shù)字，左起兩位給出電容量的第一、二位數(shù)字，而第三位數(shù)字則表示在后加 0 的個(gè)數(shù)，單位是 pF。

(2)允許誤差

電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍內(nèi)稱精度。

(3)額定電壓

在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，電容器長(zhǎng)期可靠地工作，它能承受的最高直流電壓有效值，就是電容器的耐壓，也叫做電容器的直流工作電壓，一般直接標(biāo)注在電容器外殼上。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最高不能超過(guò)電容器的直流工作電壓值。

常用的固定電容工作電壓有 ：6.3V、10V、16V、25V、35V 、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V

(4)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。絕緣電阻越小，漏電越嚴(yán)重。電容器漏電會(huì)引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容器的壽命，而且會(huì)影響電路的工作。

(5)耗損

電容器在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)，因發(fā)熱所消耗的能量叫做耗損。電容器的耗損主要由介質(zhì)耗損、電導(dǎo)耗損和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場(chǎng)的作用下，電容的耗損以漏導(dǎo)耗損形式存在，一般較小;在交變電場(chǎng)的作用下，電容的耗損不僅與漏導(dǎo)有關(guān)，而且與周期的極化建立過(guò)程有關(guān)。

(6)壽命

影響電容器壽命的原因有很多，比如過(guò)電壓、逆電壓、高溫、急速放電等等，正常使用情況下，最大的影響因素是溫度。電容器的使用壽命隨溫度的增加而減小，主要原因是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間退化。電容器的工作溫度每增加10℃壽命就會(huì)減半。

4.電容器的作用

電容器的基本作用就是充電與放電，但由基本作用所延伸出來(lái)的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著不同的用途：

二、電容器的選型及運(yùn)用

1.一般特性參數(shù)選型要求

(1)型號(hào)

一般在電路中用于低頻耦合、旁路去耦等，性能要求不嚴(yán)格時(shí)可以采用紙介電容器、電解電容器。低頻放大器的耦合電容器，選用1-22μF的電解電容器;

旁路電容根據(jù)電路工作率來(lái)選，如在低頻電路中，發(fā)射極旁路電容選用電解電容器，容量在10-220μF之間;

在中頻電路中可選用0.01-0.1μF的紙介、金屬化紙介、有機(jī)薄膜電容器等;

在高頻電路中，則應(yīng)選用云母電容器和瓷介電容器。在電源濾波和退耦電路中，可選用電解電容器。

(2)精度

在旁路、退耦、低頻耦合電路中，一般對(duì)電容器的精度沒(méi)有很嚴(yán)格要求，選用時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)值，選用相近容量或容量略大些的電容器。

但在另一些電路中，如振蕩回路、延時(shí)回路、音調(diào)控制電路中，電容器的容量就應(yīng)盡可能和計(jì)算值一致。

在各種濾波器和各種網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)電容量的精度有更高要求，應(yīng)選用高精度的電容器來(lái)滿足電路的要求。

(3)額定工作電壓

電容器的額定工作電壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓，并留有足夠余量，以防因電壓波動(dòng)而導(dǎo)致?lián)p壞。一般而言，應(yīng)使工作電壓低于電容器的額定工作電壓的10%-20%。

在某些電路中，電壓波動(dòng)幅度較大，可留有更大的余量。

有極性的電容器不能用于交流電路。

電解電容器的耐溫性能很差，如果工作電壓超過(guò)允許值，介質(zhì)損耗將增大，很容易導(dǎo)致溫升過(guò)高，最終導(dǎo)致?lián)p壞。

一般說(shuō)來(lái)，電容器工作時(shí)只允許出現(xiàn)較低溫升，否則屬于不正?，F(xiàn)象。因此，在設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱元件(如大功率管、變壓器等)。如果工作環(huán)境溫度較高，則應(yīng)降低工作電壓使用。

一般小容量的電容器介質(zhì)損耗很小，耐溫性能和穩(wěn)定性都比較好，但電路對(duì)它們的要求往往也比較高，因此選擇額定工作電壓時(shí)仍應(yīng)留有一定的余量，也要注意環(huán)境工作溫度的影響。

(4)絕緣電阻

絕緣電阻越小的電容器，其漏電流就越大，漏電流不僅損耗了電路中的電能，重要的是它會(huì)導(dǎo)致電路工作失?；蚪档碗娐返男阅?。漏電流產(chǎn)生的功率損耗，會(huì)使電容器發(fā)熱，而其溫度升高，又會(huì)產(chǎn)生更大的漏電流，如此循環(huán)，極易損壞電容器。因此在選用電容器時(shí)，應(yīng)選擇絕緣電阻足夠高的電容器，特別是高溫和高壓條件下使用的電容器。

作為電橋電路中的橋臂、運(yùn)算元件等場(chǎng)合，絕緣電阻的高低將影響測(cè)量、運(yùn)算等的精度，必須采用高絕緣電阻值的電容器。

電容器的損耗在許多場(chǎng)合也直接影響到電路的性能，在濾波器，中頻回路、振蕩回路等電路中，要求損耗盡可能小，這樣可以提高回路的品質(zhì)因數(shù)，改善電路的性能。

(5)溫度系數(shù)

電容器的溫度系數(shù)越大，其容量隨溫度的變化越大，使得電路產(chǎn)生漂移，造成電路工作的不穩(wěn)定。這在很多電路中是不允許的，例如振蕩電路中的振蕩回路元件、濾波器等，這些場(chǎng)合應(yīng)選用溫度系數(shù)小的電容器，以確保其能穩(wěn)定工作。

(6)頻率特性

在高頻應(yīng)用時(shí)，由于電容器自身電感、引線電感和高頻損耗的影響，電容器的性能會(huì)變差。頻率特性差的電容器不僅不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，而且還會(huì)帶來(lái)許多麻煩。例如，紙介電容器的分布電感會(huì)使高頻放大器產(chǎn)生超高頻寄生反饋，使電路不能工作。所以選用高頻電路的電容器時(shí)，一要注意電容器的頻率參數(shù)，二要注意電容器的引線不能留得過(guò)長(zhǎng)，以減小引線電感對(duì)電路的不良因影響。

(7)降額

降額使用可以提高可靠性，處于最差工況工作的元件，是實(shí)際壽命達(dá)不到額定壽命的重要因素。電容降額標(biāo)準(zhǔn)如下：

(8)使用環(huán)境

使用環(huán)境的好壞，直接影響電容器的性能和壽命。在工作溫度較高的環(huán)境中，電容器容易產(chǎn)生漏電并加速老化。因此在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，因盡可能使用溫度系數(shù)小的電容器，并遠(yuǎn)離熱源和改善機(jī)內(nèi)通風(fēng)散熱，必要時(shí)，應(yīng)強(qiáng)迫風(fēng)冷。在寒冷條件下，由于氣溫很低，普通電解電容器會(huì)因電解液結(jié)冰而失效，使設(shè)備工作失常，因此必須使用耐寒的電解電容器。

審核編輯：湯梓紅