1、电容 常识一、电容的分类和作用电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。按极性分为:有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的
2、是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“”符号代表正极。三、电容的单位电阻的基本单位是:F (法),此外还有 F(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是 F、nF、pF 的单位,而不是 F 的单位。他们之间的具体换算如下1F1000000F1F=1000nF=1000000pF五、电容的耐压 单位:V(伏特)每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V 等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压
3、要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V 等。六、电容的种类电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB 电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容,多层式陶瓷电容器(Chip Capacitors) ,下表是各种电容的优缺点:各种电容的优缺点极性/名称 /制作/ 优点 /缺点无 /无感 CBB 电容 /2 层聚丙乙烯塑料和 2 层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 /无感,高频特性好,体积较小 /不适合做大容量,价格比较高
4、,耐热性能较差。无/ CBB 电容 /2 层聚乙烯塑料和 2 层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 /有感,其他同上/。 无/ 瓷片电容 /薄瓷片两面渡金属膜银而成。 /体积小,耐压高,价格低,频率高(有一种是高频电容)/ 易碎!容量低无/ 云母电容 6o.S I T(d Z1e L 中国采购员/云母片上镀两层金属薄膜 /容易生产,技术含量低。/ 体积大,容量小,(几乎没有用了)无/独石电容/ 体积比 CBB 更小,/其他同 CBB,有/ 电解电容/两片铝带和两层绝缘膜相互层叠,转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。 /容量大。/ 高频特性不好。有/ 钽电容 中/用金属钽作为正极,在电解质外喷上
5、金属作为负极。/ 稳定性好,容量大,高频特性好。 /造价高。(一般用于关键地方) 钽质电容器 (Tant Capacitor) 七、电容的标称及识别方法由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。如果数字是 0.001,那它代表的是 0.001uF1nF,如果是 10n,那么就是 10nF,同样 100p 就是100pF。不标单位的直接表示法:用 14 位数字表示,容量单位为 pF,如 350 为350pF,3 为 3pF,0.5 为 0.5pF色码表示法:沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一,二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为 pF)颜色意义:黑=0
6、、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。电容的识别:看它上面的标称,一般有标出容量和正负极,也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。电容器容量标示1、直标法K 用数字和单位符号直接标出。如 01uF 表示 0.01 微法,有些电容用“R”表示小数点,如 R56 表示 0.56 微法。2.用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如 p10 表示 0.1pF,1p0 表示1pF,6P8 表示 6.8pF, 2u2 表示 2.2uF.3、色标法用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。电容大全1)名称:聚酯(涤纶)电容(CL) 符号: 电容量
7、:40p-4u 额定电压:63-630V 主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差 应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路 2)名称:聚苯乙烯电容(CB) 符号: 电容量:10p-1u 额定电压:100V-30KV 主要特点:稳定,低损耗,体积较大 应用:对稳定性和损耗要求较高的电路 3)名称:聚丙烯电容(CBB) 符号: 电容量:1000p-10u 额定电压:63-2000V 主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差 应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路 4)名称:云母电容(CY) 符号: 电容量:10p-0。1u 额定电压:100V-7kV 主要特点:高稳定性,高可靠
8、性,温度系数小 应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路 5)名称:高频瓷介电容(CC) 符号: 电容量:1-6800p 额定电压:63-500V 主要特点:高频损耗小,稳定性好 应用:高频电路 6)名称:低频瓷介电容(CT) 符号: 电容量:10p-4。7u 额定电压:50V-100V 主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差 应用:要求不高的低频电路 7)名称:玻璃釉电容(CI) 符号: 电容量:10p-0。1u 额定电压:63-400V 主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200 度) 应用:脉冲、耦合、旁路等电路 8)名称:铝电解电容 符号: 电容量:0。47-10000u 额定电压:6
9、。3-450V 主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大 应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等 9)名称:钽电解电容(CA)铌电解电容(CN) 符号: 电容量:0。1-1000u 额定电压:6。3-125V 主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容 应用:在要求高的电路中代替铝电解电容 10)名称:空气介质可变电容器 符号: 可变电容量:100-1500p 主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等 应用:电子仪器,广播电视设备等 11)名称:薄膜介质可变电容器 符号: 可变电容量:15-550p 主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大 应用:通讯,广播
10、接收机等 12)名称:薄膜介质微调电容器 符号: 可变电容量:1-29p 主要特点:损耗较大,体积小 应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿 13)名称:陶瓷介质微调电容器 符号: 可变电容量:0。3-22p 主要特点:损耗较小,体积较小 应用:精密调谐的高频振荡回路 14)名称:独石电容电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等。 应用范围:广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。 容量范围:0.5PF-1UF 耐压:二倍额定电压。 独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1 型性能挺好,但容量小,一般小于0。2U,另一种叫 II 型,容量大,但性能一般。独
11、石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个 555 振荡器,电容刚好在 7805 旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了. 就温漂而言: 独石为正温糸数+130 左右,CBB 为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小. 就价格而言: 钽,铌电容最贵,独石,CBB 较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容 Q 值较高,也稍贵.电解电容的设计,一点小经验: 1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的 1.2-1.5 倍,并不根据滤波电路的额定值; 2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔。 3.
12、电解电容不得和周边的发热元件直接接触。 电路设计 (4)铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容。 (5)对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器。 (6)不应使用过载电压 1.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值。 2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内。 (9)设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,并应留出2mm 以上的空隙。 (10)电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电。当电解液与 pc板接触时,可能腐蚀 pc 板上的
13、线路。,以致生烟或着火。因此在电解电容下面不应有任何线路。 (11)设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的电容的型号命名: 1) 各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成: 第一部分:用字母表示名称,电容器为 C。 第二部分:用字母表示材料。 第三部分:用数字表示分类。 第四部分:用数字表示序号。 2) 电容的标志方法: (1) 直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。 (2) 文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F 等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于 1
14、0pF 的电容,其允许偏差用字母代替:B0.1pF,C0.2pF,D0.5pF,F1pF。 (3) 色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为 pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示: 颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V 15)安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全. 安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664) X1 2.5kV 4.0kV X2 2.5kV X3 1.2kV 16)安规电容安全等级
15、绝缘类型 额定电压范围 Y1 双重绝缘或加强绝缘 250V Y2 基本绝缘或附加绝缘 150V 250V Y3 基本绝缘或附加绝缘 150V 250V Y4 基本绝缘或附加绝缘 150V Y 电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统 EMC 性能影响的目的。GJB151 规定 Y 电容的容量应不大于 0.1uF。Y 电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y 电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义 安规电容的参数选择 X 电容,聚苯乙烯(薄膜乙烯)电容
16、,从上面的贴子里也可以看到,聚苯乙烯 的耐电压较高,适合 EMI 电路的高压脉冲吸收作用。 2.容量计算:一般两级 X 电容,前一级用 0.47uF,第二基用 0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法。(电容容量的大小 和电源的功率无直接关系) 电容的型号命名: 1) 各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成: 第一部分:用字母表示名称,电容器为 C。 第二部分:用字母表示材料。 第三部分:用数字表示分类。 第四部分:用数字表示序号。 2) 电容的标志方法: (1) 直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。 (2) 文字符号法:用数字、文字符号有
17、规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F 等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于 10pF 的电容,其允许偏差用字母代替:B0.1pF,C0.2pF,D0.5pF,F1pF。 (3) 色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为 pF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示: 颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V (4) 进口电容器的标志方法:进口电容器一般有 6 项组成。 第一项:用字母表示类别: 第二项:用两位数
18、字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。 第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示: 序号 字母 颜色 温度系数 允许偏差 字母 颜色 温度系数 允许偏差 1 A 金 +100 R 黄 -220 2 B 灰 +30 S 绿 -330 3 C 黑 0 T 蓝 -470 4 G 30 U 紫 -750 5 H 棕 -30 60 V -1000 6 J 120 W -1500 7 K 250 X -2200 8 L 红 -80 500 Y -3300 9 M 1000 Z -4700 10 N 2500 SL +350-1000 11 P 橙 -15
19、0 YN -800-5800 备注:温度系数的单位 10e -6/;允许偏差是 % 。 第四项:用数字和字母表示耐压,字母代表有效数值,数字代表被乘数的 10 的幂。 第五项:标称容量,用三位数字表示,前两位为有效数值,第三为是 10 的幂。当有小数时,用 R 或 P 表示。普通电容器的单位是 pF,电解电容器的单位是uF。 第六项:允许偏差。用一个字母表示,意义和国产电容器的相同。 也有用色标法的,意义和国产电容器的标志方法相同。 3 电容的主要特性参数: (1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3 级:I 级5%,II 级10%,III 级20%。在有些情况下
20、,还有 0 级,误差为20%。 精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级。 常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示:D005 级0.5%;F01 级1%;G02 级2%;JI 级5%;KII 级10%;MIII 级20%。 (2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大。 (3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化 1,电容量的相对变化值。温度系数越小越好。 (4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小的。一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千
21、兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小。 (5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。 (6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能。所有这些,使得电容器的使用频率受到限制。 不同品种的电容器,最高使用频率不同。小型云母电容器在 250MHZ 以内;
22、圆片型瓷介电容器为 300MHZ;圆管型瓷介电容器为 200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为 80MHZ;中型纸介电容器只有 8MHZ 铝电解电容与钽电解电容 铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感。它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于 25kHz)的场合,可用于低频滤波。铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险。 与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是,它的工作电压较低。 纸介电容和聚酯薄膜电容 其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大。它适用于电容量不大、工作频率不高(如 1MHz 以下)的场合,可用于低频滤波和旁路。使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响。 云母和陶瓷电容 其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定。它适用于电容量小、工作频率高(频率可达 500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦。但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的。 聚苯乙烯电容器 其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦。