湖北襄阳正涵电气有限公司
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在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点,以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数、应用及其电容器分类做简单说明。
电容器的参数与分类
一.电容器的参数
1.标称电容量(CR)。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005uF~1.0uF);通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。
2.类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。
3.额定电压(UR)。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。
4.损耗角正切(tgδ)。在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。
在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说,要求RS愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。
5.电容器的温度特性。通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。
6.使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。
7.绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低。
二.电容器的分类
电容器有很多种类。按介质材料可分为铝电解电容器、钽铌电解电容器、陶瓷电容器、云母电容器、涤纶电容器、薄膜电容器、纸介电容器等。一般来说电解电容器的容量较大,而其他则较小。按有无极性可分为两类:既有极性电容器和无极性电容器。
下面介绍几种常用电容器中的铝电解、钽铌电解和陶瓷三种电容器。
铝电解电容器:铝电解蒂娜容器是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,并插入一片弯曲的铝带做正极。铝电解电容器的特点是:容量大、但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适用于电源滤波电路或低频电路中,使用时正、负极不要接反。
钽铌电解电容器:钽铌电解电容器用金属钽或铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质。特点是:体积小,容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度性能好,用在要求较高的设备中。目前很多钽电解电容器都用贴片式安装,其外壳一般由树脂封装(来用同样封装的也可能是钽电解电容器)。
陶瓷电容器:陶瓷电容器是用陶瓷做介质,在陶瓷基本两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板。陶瓷电容器的特点是:体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高、容量小,适用于高频电路。