電容器的基礎知識

基礎知識

電容器是一種儲能元件，在電路中用于調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時。電容器通常叫做電容。

1、電容器的分類

（1）按照結構分三大類：固定電容器、可變電容器和微調電容器。

半可變電容：也叫做微調電容。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片，中間夾著介質制成。調節的時候改變兩片之間的距離或者面積。它的介質有空氣、陶瓷、云母、薄膜等。

可變電容：它由一組定片和一組動片組成，它的容量隨著動片的轉動可以連續改變。把兩組可變電容裝在一起同軸轉動，叫做雙連。可變電容的介質有空氣和聚苯乙烯兩種。空氣介質可變電容體積大，損耗小，多用在電子管收音機中。聚苯乙烯介質可變電容做成密封式的，體積小，多用在晶體管收音機中。

（2）按電解質分類：有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器和空氣介質電容器等。

（3）按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。

（4）按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進的聚丙烯電容等等

（5）高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。

（6）低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。

（7）濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。

（8）調諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。

（9）低耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。

（10）小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。

2．常用電容的結構和特點

鋁電解電容：它是由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質。它的特點是容量大，但是漏電大，誤差大，穩定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用于信號耦合。電解電容有正、負極之分，使用時不能接反。有正負極性，使用的時候，正負極不要接反。

紙介電容：用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成。它的特點是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用于低頻比較合適。

金屬化紙介電容：結構和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔，體積小，容量較大，一般用在低頻電路中。

油浸紙介電容：它是把紙介電容浸在經過特別處理的油里，能增強它的耐壓。它的特點是電容量大、耐壓高，但是體積較大。

玻璃釉電容：以玻璃釉作介質，具有瓷介電容器的優點，且體積更小，耐高溫。

陶瓷電容：用陶瓷做介質，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質薄膜做極板制成。它的特點是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。

鐵電陶瓷電容：容量較大，但是損耗和溫度系數較大，適宜用于低頻電路。

薄膜電容：結構和紙介電容相同，介質是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容，介電常數較高，體積小，容量大，穩定性較好，適宜做旁路電容。

聚苯乙烯薄膜電容：介質損耗小，絕緣電阻高，但是溫度系數大，可用于高頻電路。

云母電容：用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環氧樹脂中制成。它的特點是介質損耗小，絕緣電阻大、溫度系數小，適宜用于高頻電路。

鉭、鈮電解電容：它用金屬鉭或者鈮做正極，用稀硫酸等配液做負極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質制成。它的特點是體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設備中。

如何選用濾波用電解電容

濾波電容在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員都十分關心的問題。

50Hz工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為100Hz，充放電時間是毫秒數量級。為獲得更小的脈動系數，所需的電容量高達數十萬μF，因此普通低頻鋁電解電容器的目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優劣的主要參數。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數十kHz，甚至是數十MHz，這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容器優劣的標準是“阻抗-頻率”特性，要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在10kHz左右便開始呈現感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端。

由于四端電容具有良好的高頻特性，為減小電壓的脈動分量以及抑制開關尖峰噪聲提供了極為有利的手段。高頻鋁電解電容器還有多芯的形式，即將鋁箔分成較短的若干段，用多引出片并聯連接以減小容抗中的阻抗成份。并且采用低電阻率的材料作為引出端子，提高了電容器承受大電流的能力。 

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