电容的基本事理便是两个电极之间形成的电荷场,两个电极的面积越大,电容的容量越大;两个电极之间的间隔越远,耐压越高。
一、电容按材料和工艺分类
1、贴片电容

贴片电容是多层片式陶瓷电容器,一样平常用长乘宽尺寸表示型号,分别有0402,0603,0805,1206,1210,1808,1812,2010,2225,2512等型号。常见的贴片电容的颜色为黄灰色,贴片电容表面没有印字,而贴片电阻很多会印有阻值。
目前在条记本电脑、手机、平板、液晶电视等电子产品,为适应超薄超轻化,个中贴片电容和贴片电阻运用非常多。在实际维修中贴片电容随意马虎涌现击穿短路,导致全体供电单元短路,引起开机供电保护。
由于贴片电容的容量由于生产工艺缘故原由不可能太大,而钽电容的价格又比较贵,为了适应产品小型化,在一些小型化的产品中贴片电解电容应运而生,我们利用的电脑主板、条记本主板、显卡、电视机主板中都有利用。
一些号称全固态主板上利用的滤波电容,并不是钽电容,而是贴片铝电解电容。
2、铝电解电容
铝电解电容紧张做为电源滤波电容利用,属于有极性电容,因此铝箔做为电容的阳极和阴极,再以绝缘纸作为介质,一圈圈的卷起来,并以铝外壳作为容器,再浸以电解液,末了用橡胶塞加以密封构成。铝电解电容有两个引脚,较长的一个为正极,较短一个为负极。
铝电解电容在实际利用中,由于环境温度过高随意马虎涌现鼓包失落容征象。同时电解电容泄电流较大,一样平常用于DCDC变换电路的电源滤波中较多。
3、钽电解电容
钽电容是利用金属钽作为介质,具有体积小,比容高档优点,但是价格高和耐压能力差,以是紧张运用于体积小型化的电子产品。
钽电容有玄色和黄色,有标记一端为正极,没有标记一端为负极。直插式的钽电容,引脚长的一端为正极,引脚短的一端为负极,这个和铝电解电容标记方法相同。
4、瓷片电容
瓷片电容因此陶瓷材料为介质,在表面覆盖一层金属薄膜并经高温烧结固定为电极。瓷片电容不分正负极,一样平常用于振荡电路,高频滤波,开关电源消峰电路等。
瓷片电容绝缘性高,泄电流小,耐压高,便是容量一样平常比较小。
5、独石电容
独石电容是利用多层片式陶瓷电容复合构造,此类电容由于温度性能好,泄电流极小,紧张用于高频和特高频电路中,起隔直、耦合,傍路,滤波浸染。
独晶电容由于采取层迭技能,容量比一样平常的瓷片电容大,又由于绝缘性能好,容量稳定,耐高温,可以取代云母电容和纸介质电容,乃至可以运用在小型电子产品中,做为滤波电容利用。
6、云母电容
云母电容以云母片作为电容介质,由于云母为天然材料,电容的形状也多为方形。云母电容的容量相对较小,但是耐压较高,泄电流非常小,耐热温度高。
云母电容在家用电器中比较少见,一样平常用于工业设备和通讯设备中,对利用环境哀求苛刻的电子产品中利用较多。
7、聚酯薄膜电容
聚酯薄膜电容是利用金属化聚酯薄膜作为介质,采取一层层卷绕的办法而构成,引出电极,外表再覆以环氧树脂密封,便是电容器。
聚酯薄膜电容耐热性能好,事情温度范围宽,绝缘电阻高,泄电流小。电容上面一样平常标有CL表示。
8、法拉电容
法拉电容便是铝电解电容,只是利用了更高的技能,内部的铝箔更薄,电容的容量也更大,耐压较低,现在最大的法拉电容已经到1400F了。法拉电容紧张用于储能,小型家用电器的后备电池已经逐步被法拉电容取代,断电后可以担保电器内部时钟电容数小时或数天的持续运行。
多个大容量的法拉电容并联串联后并接在汽车电瓶正负极,能够为启动机供应更大的启动电流,降落电瓶的改换周期。
9、涤纶电容
涤纶电容是利用涤纶薄膜为介质,两层金属箔为电极,多层卷绕成形。涤纶电容容量大,体积小,介电常数高,稳定性好,在电容中起滤波、振荡、退耦,耦合、旁路等浸染,可以部分取代电触电容和瓷片电容。
10、聚丙烯电容
聚丙烯电容是利用聚丙烯薄膜做为介质,再以铝箔为电极,利用无感绕制工艺制成,表面再覆以环氧树脂封装构成。
聚丙烯电容的稳定性好于聚酯膜电容,耐高温,体积小,耐压高,可靠性高。在早期CRT电视机的逆程电容,阻容降压的LED灯,家用电风扇的启动电容比较常见。
11、聚苯乙烯电容
聚苯乙烯电容是用聚苯乙烯薄膜作为介质,再利用铝箔作为电极,多层卷绕而成,末了再利用密封工艺制成。聚苯乙烯电容的容量一样平常在100PF--0.01UF,具有负温度系数,绝缘电阻非常高,非常低的泄电流,紧张用于工业设备,精密仪器仪表和高精度的数模转换电路。
12、纸介质电容器
纸介质电容器是利用专用绝缘纸作为介质,再利用现金层铝箔作为电极,多层卷绕而成,表面再利用塑料或其他容器进行封装而成。纸介质电容器容量从0.001PF--2UF之间,而压可以高达2000V。
13、金属化纸介质电容器
该电容和纸介质电容类似,只是不该用铝箔作为电极,而是在绝缘充当介质的纸的两面涂上一层薄薄的金属铝,把这种纸卷绕成柱状,末了全部浸蜡,并密封装在塑料或金属外壳中制成。
纸介质电容器的缺陷是内部的介质纸容量接管空气中的水份,降落绝缘电阻,泄电流变大,逐步的性能低落。
14、油浸电容
油浸电容和铝电解电容类似,也是在两层铝箔中间垫上绝缘油纸,再一层层的卷起来,末了构成电容器。为了扩大容量可以采取多个并联的方法,增加耐压可以增大绝缘纸的厚度。为了适应圆形外壳或方形外壳,卷的时候就卷成方形或圆形,末了装入金属容器,再注意灌输专用轻质油,末了引出电极并密封便是成品电容器。
由于在非常情形下,电容器发热内部的绝缘油可能会汽化,以是金属外壳设置有泄压孔。油浸电容器一样平常用于互换电力中作为功率因数补偿柜,以及互换单相电动机的启动和运行电容。在我们的家电中洗衣机,微波炉,空调中都有利用。
如果油浸电容密封工艺不好,内部油泄露会导致容量低落,就会影响电机的正常事情。定频空调的压缩机启动电容出问题后,就会表现压缩机虽然事情,但是没有制冷效果。
15、安规电容
安规电容是指电容失落效后,不会导致电击,不会危及人身安全的电容器。安规电容一样平常只用于开关电源的抗滋扰电路中,起滤波浸染,接在火线对地,零线对地和火零之间,起对滤除差模滋扰和共模滋扰旗子暗记的浸染。
安规电容分为X型和Y型,接在火线L和零线N之间的是X电容,接在火地和零地之间的是Y电容。安规电容的哀求是作为安全电容的X电容和Y电容必须取得安全检测机构的认证,以是 说安规电容上面的笔墨和符号特殊多。
X电容一样平常利用275VAC,或310VAC,乃至 350VAC,380VAC等型号,电容的额定电压越高,稳定性越好,利用寿命也就更长。把稳安规电容的标注的额定耐压为AC275V,其实际击穿电压高达2000V以上,以是安规电容不能利用普通耐压400V的电容代替。
Y电容由于接在火地和零地之间,必须符合干系安全标准,一样平常情形下,事情在亚热带的机器,机箱对地泄电流不超过0.7MA;事情在温带的机器,机箱对地泄电流不超过0.35MA。以是,Y电容的总容量一样平常不能超过4700PF。Y电容多为橙色或蓝色,耐压标识一样平常为AC400V,其真正的耐压高达5000V。
16、无极性电容
无极性电容是指电容不分正负极的电容,像前的说到的瓷片电容,涤纶电容、纸介质电容,云母电容,独石电容,聚茉乙烯电容,聚酯膜电容等 ,都是无极性电容。无极性电容容量一样平常都较小,紧张用用于高频滤波,在电路中起耦合、退耦、反馈、补偿,振荡等浸染。
由于上述的几种无极性电容容量偏小,不能知足实际利用哀求,以是就有一种无极性电解电容,耐压数百伏,容量数百UF。在日常利用的电动工具中,为防止电动机事情时产生的火花滋扰对其他电器造成的滋扰,就可以在电机两端并接无极性电解电容,滤除这些滋扰脉冲。
17、穿心电容
穿心电容是一种分外的电容器,其自身接地电感量非常小,在实际运用中可以不用考虑引线电感对电路的影响。穿心电容紧张用于滤波选通电路。
总结:
看了电容的介质材料和加工工艺,我们知道电容要么利用高温蒸馏烧结制成,要么利用金属箔卷绕制成。由于介质材料不同,绝缘电阻和泄电流,以及适应温度都会有所不同,这也就决定了不同电容的利用环境不同,运用处所的差异性。
二、电容按用场分类
1、启动电容
启动电容便是CBB聚丙烯薄膜电容,容量一样平常在1UF旁边,耐压在450V,紧张用作单相交流电动机的启动利用。在家里的电器设备中,电购房,电冰箱,空调,洗衣机,吊扇都有利用。
2、运行电容
互换电动机的启动电容一样平常是电动机启动高速运转后,内部的离心开关就会把电容切换出电路,这个时候启动电容不再通电。而运行电容则是单相电动机在事情过程中始终接入电路的。运行电容一样平常也是聚丙烯薄膜电容。
3、消火花电容
消火花电容利用无极性电容,容量在数十微法,一样平常用在手电钻等电动工具上面,防止事情时的尖峰火花滋扰其他家用电器。
以前老式的日光灯的启i辉器里面有一个氖泡,同时还会并联一个纸介质电容,这个电容也是起消火花的浸染。
4、滤波电容
在电子电路中,铝电解电容起的紧张浸染便是滤波和储能了,以是只要利用开关电源的设备,在热地端肯定有一个或两个,三个耐压450V或500V,容量82UF或100UF的电解电容,这几个电容便是为开关电源供应能量的。
5、消峰电容
利用变压器的开关电源,为了防止在电源开关管截止期间,变压器低级线圈两端产生的尖峰高压击穿电源管,以是加装了消峰电路。消峰电路有续流二极管和泄放电阻与消峰电容组成。
6、 降压电容
低真个LED照明灯,以及一些低功耗的单片机掌握设备,由于不须要与外界打仗主,不须要考虑安全问题,也会利用电容降压。这样电路大略,生产本钱低,电路稳定可靠。降压电容一样平常利用CBB电容,电容大小的选择与电路功耗大小有关。
7、旁路电容
在滤波电容阁下一样平常会并接一个小的电容,图示中利用了两个2n2K630的电容并联,起目的便是为电源电路中的高频杂波供应通道,避免进入后级电路中。
8、安规电容
安规电容只用在抗滋扰电路中起滤波浸染,在开关电源的低级整流电路前会设置多个安规电容对地和火零之间,起到滤除差模和共模滋扰的浸染。
或许我们也看到电动车充电时会烧LED灯泡或者电脑的***,缘故原由便是这些电动车充电器没有加装EMI抗滋扰电路,致使开关电源事情时产生的多次谐波直接进入市网电路,对周边的家用电器造成滋扰,乃至直接破坏。
三、电容在电路中运用
1、滤波
电容的紧张用场便是滤波,电解电容滤除低频互换杂波,贴片小电容滤除高频杂波,这样供应给后级的直流电压更加稳定。
2、耦合
在仿照旗子暗记电路中,前后级之间的耦合可以利用电阻,也可以利用电容,还可以利用变压器。利用电容耦合,可以让互换旗子暗记通过,但是直流旗子暗记不能通过。
3、消峰
消峰电容前面也先容过,便是滤除电路中的尖峰杂波,担保其他电路的正常稳定事情。在开关电源电路的低级绕组中,由于通过的电压为300V,以是在电源管截止时,低级绕组两端产生的峰峰电压会远高于300V,这也是开关电源管的耐压一样平常为600V以上的缘故原由。
4、振荡
RC振荡电路,这个常用,在8脚的低端单片机电路中,常常采取RC振荡电路做为时钟旗子暗记。还有开关电源的PWM芯片也利用RC振荡电路做为根本旗子暗记。
5、退耦
退耦与旁路浸染类似,在直流电源电路中,为了防止电源内阻对旗子暗记造成衰减,会在电池两端并接一个电容,让直流利过电池,互换通过电容。
6、隔直
这是利用电容的隔直浸染和电感的阻交事理,利用一根电源线同时为负载供应电源和旗子暗记通路。这种在早期的电视机室外天线中常常利用,旗子暗记放大器安装在天线的顶端,紧挨着天线,长长的馈线在为放大器供电的同时,也把须要的电视旗子暗记传输给电视机。
7、旁路
在单片机或集成电路的供电VCC引脚附近,一样平常会并联一个小容量的瓷片电容,为电源电路中的互换杂波供应通道,避免对IC正常事情造成影响。
8、降压
前面也先容了便是利用电容的通互换事理,同时对电源有一定的容抗,为低功耗的用电设备供应电源。利用阻容降压的电路供应的功率都不大,像遥控电风扇的红外遥控电路利用的便是阻容供电,类似还有微波炉、电磁炉等。
9、储能
串联式开关电源电路输出电压真个电容起储能浸染,储存在电感线圈L中的电流不能立即停滞,在电源管T截止期间,由续流二极管供应电流利路,为电容C充电。在电源管T导通期间,电容C放电,电感L充电。掌握充电的脉冲占空比的大小,就可以掌握输出电压的高低。
10、补偿
由于供电电路中,特殊是生产企业会利用大量的感性负载(电动机),而电感负载的电压与电流不同步(滞后),就会导致电源的有功功率低落,以是工厂的配电室都会增加电容补偿柜,用以提高电路的功率因数。
四、电容好坏判断
电容的紧张参数便是容量、耐压、温度和泄电流,我们在实际电路中选取得当电容时也是根据这几个参数来判断的。电源好否与否,容量大小和耐压高低,泄电流大小都是可以丈量出来的。其余我们须要把稳,电容还有一个频率特性,我们利用万用表的电容档丈量出来的电容值只是参数容量,而电容在实际运用电路中的容量与相应的频率有关。
1、容量丈量
电容的容量可以利用电容表进行丈量,实际丈量出来的电容容量数值会稍大于标称数值。
2、耐压丈量
电容的实际击穿电压是远远大于标称电压的,我们在选取电容时须要担保实际电路的最高电压低于标称耐压就可以。电容的耐压数值也可以利用仪表丈量出来。
3、外不雅观检讨
在实际运用电容上,电容的外不雅观是判断电容好坏的主要参考依据之一。电解电容鼓包,底部橡胶塞脱出都是电容失落容的标志;贴片电容有变色、裂纹,烧糊也是电容破坏的牲征;
4、电路不雅观察
在电路正常事情时,可以利用红外测温仪或者红外成像仪,监测一下电路的温度情形。只要电容不发热,温度不高且稳定,就解释改换的电容符合电路哀求。
很永劫光不用PCB制图软件了,文章里的图纸是用电脑里面的画图软件画的,起方便理解的浸染。文章有禁绝确的地方,欢迎指教!