电容器的参数与分类

电容器的参数与分类

很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、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，使用者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、机械或环境的限制条件等。本文介绍电容器的主要参数及应用，可供读者选择电容器种类时用。

　　

很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、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，使用者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、机械或环境的限制条件等。本文介绍电容器的主要参数及应用，可供读者选择电容器种类时用。

　　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量居中(大约在0005μF～10μF)；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{zg}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{zd0}直流电压或{zd0}交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。

　　电容器应用在高压场合时，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的超过直流电压额定值。

　　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。

　　这里需要解释一下，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下图所示。图中C为电容器的实际电容量，Rs是电容器的串联等效电阻，Rp是介质的绝缘电阻，Ro是介质的吸收等效电阻。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δ要小。这个关系用下式来表达：

　　tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs

　　因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大，以减少设备的失效性。

　　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。

　　电容器包括固定电容器和可变电容器两大类，其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。

　　

　

 

 

                                                                 电阻电容的主要参数

电阻器的主要电器参数如下：

1)    标称阻值和允许误差：

2)    额定功率：

3)    {zg}工作电压：

4)    噪声电动势：

5)    温度系数：

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{zd0}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，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：D——005级——±0.5%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I级——±5%；K——II级——±10%；M——III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{zd0}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，{zg}使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；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。

 

                                                                

                                                             电容和电解电容

电容器

    电容器一般可以分为没有极性的普通电容器和有极性的电解电容。普通电容器分为固定电容器、半可调电容器（微调电容器）、可变电容器。

一．    固定电容器：指一经制成后，其电容量不能再改变的电容器。

1．    电容的分类：电容一般按电介质来分类。

1）    纸介电容器：一般容量在几十皮法（pF）到零点几微法（uF），耐压有250V、400V、630V等，容量误差一般为：±5%，±10%，±20%。还有一种是金属化纸介电容器，{zd0}特点是具有有限的自愈能力。一般不能用于高频电路中，工作频率只有几十KHZ。

2）    涤纶电容器：

3）    聚苯乙烯电容器：

4）    聚丙烯电容器：

5）    聚四氟乙烯电容器：

6）    聚酰亚胺薄膜电容器：

7）    聚碳酸酯薄膜电容器：

8）    复合薄膜电容器：

9）    漆膜电容器：

10）    叠片形金属化聚碳酸酯电容器：

11）    云母电容器：

12）    瓷介电容器：价格低廉，应用广泛。分为低压低功率和高压高功率2种。

低压低功率瓷介电容器按照所用材料的性能、特点，可以分为I和II型。I型的特点是介质损耗低，电容量对于温度、频率、电压、时间的稳定性都比较好，常用于高频电路。II型的特点是体积小，但稳定性差、介质损耗大，常用于低频电路。超高频瓷介电容器，可用于频率不超过500MHZ的高频电路中。

高压高功率的瓷介电容器，通常只适合在低损耗、功率不大的电路中使用。

13）    玻璃釉电容器：

2．    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：

{dy}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10pF的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1pF，C——±0.2pF，D——±0.5pF，F——±1pF。

（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。

{dy}项：用字母表示类别：

第二项：用两位数字表示其外形、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    -150            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{zd0}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，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：D——005级——±0.5%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I级——±5%；K——II级——±10%；M——III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{zd0}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，{zg}使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；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。

4．    电路符号：

5．    电容的使用：

1）    选择合适的型号：

2）    合理确定电容器的精度：

3）    确定电容器的额定工作电压：对一般电路，电路的工作电压应为电容器额定电压的10%~20%；当有脉动电压时，工作电压应为脉动的{zg}电压。当应用于交流时，额定电压随频率的增加而要相应增大。当温度环境比较高时，额定电压还要选用更大的。

4）    尽量选择绝缘电阻大的电容：

5）    考虑温度系数和频率特性：

6）    注意使用环境：

 

 

                                                              二．    电解电容器：

电解电容器一般有正、负极之分，即具有极性。因此在电路中使用时正、负极不能接错。现在已经可以制造无极性的或用于交流电路的电解电容器，称为双极性电解电容或无极性电解电容。在外加电压的作用下，由于某种原因而引起局部损坏的器件，具有自行修补的作用，这种现象叫做电解电容的自愈。

电解电容一般只能在－20℃～＋70℃的范围内使用。特性受温度、频率的影响很大。一般经常使用的都是铝电解电容。铝电解电容的型号一般是CDXX，容量、耐压、正负极都标记在外壳上。有时也用引线的长短来表示，长线为正，短线为负。

铝电解电容的损耗较大，温度、频率特性差，限制了在交流电路中的应用。

三．    钽电解电容器：

钽电解电容是用金属钽作电极、氧化钽作介质的电容器。特点是：化学稳定性高，额定耐压高，耐高温性能好，机械强度高，体积小。常用CA标志，其容量从0.47uF到1000uF，额定耐压主要有6.3V、10V、16V、63V几种。性能远优于铝电解电容，但价格比较贵。

其它的电解电容还有铌电解电容，性能更优，体积更小。钛电解电容、钽－铌电解电容。

四．    微型电容器：

1．    片状陶瓷电容器：即表贴电容器。容量范围为1pF～47800pF，耐压为25V、50V。封装安装尺寸和表贴电阻一样。

2．    片状钽电容器：体积小、容量大。焊接时温度限制在280℃以下，时间小于10S。其容量范围为0.1uF～100uF，直流工作电压为4～50V，常用的耐压为16V、35V等。

3．    双电层电解电容：介于电池和电容之间，具有超大容量，被称为超级电容器。一般只能用于直流或低频条件下，经常作为储能元件使用。

4．    半导体电容器：

五．    微调电容器和可变电容器：

1．    微调电容器也叫半可调电容器，其容量在5～45pF之间。其种类很多，常见的有下列几种：

1)    瓷介微调电容器：特点是耐磨、寿命长。

2)    管型微调电容器：又称为拉线微调电容器，一次性使用。常用于收音机。

3)    云母微调电容器：体积小，常用于收音机中。

4)    筒型微调电容器：结构复杂，精度高。

5)    薄膜介质微调电容器：和云母微调电容器结构相同，只是介质不同，体积更小。有双联产品。

6)    短波专用微调电容器：专门用于收音机的短波频段，变化范围小，只有2.2pF，但寿命长，为10000次以上。

2．    可变电容器：