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电容器选型指南-电子元器件选型指导系列(一)

电容器选型指南-电子元器件选型指导系列(一),本文从电容器的分类、命名、性能指标,到电容器在电路中的作用,选型及运用,为大家一一做介绍,希望对大家有帮助。

电容器选型指南-电子元器件选型指导系列(一)

本文从电容器的分类、命名、性能指标,到电容器在电路中的作用,选型及运用,为大家一一做介绍,希望对大家有帮助。

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电容器,简称电容(Capacitor,通常用字母“C” 表示)是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制等方面。


一、基础知识

1.电容器的分类

电容器的种类繁多,其分类方式有多种:

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2.电容器的型号命名方法

电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变和真空电容器):

第一部分(主称):用字母表示,电容器用C

第二部分(材料):用字母表示

第三部分(特征):一般用数字表示,个别用字母表示

第四部分(序号):用数字表示

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3.主要性能指标

(1)标称电容量

电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容的基本单位是法拉,简称法(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用的电容单位有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。

它们的关系是:1F=1000mF;1mF=1000μF;1μF=1000nF;1nF=1000pF

一般情况,电容器上都直接写出其容量,也有用数字来标志容量的。通常在容量小于10000pF 的时候,用pF做单位,大于10000pF 的时候,用uF 做单位。为了简便起见,大于 100pF 而小于 1uF 的电容常常不注单位。没有小数点的,它的单位是 pF,有小数点的,它的单位是 uF。如有的电容上标有“332”(3300pF)三位有效数字,左起两位给出电容量的第一、二位数字,而第三位数字则表示在后加 0 的个数,单位是 pF。

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(2)允许误差

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围内称精度。

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(3)额定电压

在规定的工作温度范围内,电容器长期可靠地工作,它能承受的最高直流电压有效值,就是电容器的耐压,也叫做电容器的直流工作电压,一般直接标注在电容器外壳上。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最高不能超过电容器的直流工作电压值。

常用的固定电容工作电压有 :6.3V、10V、16V、25V、35V 、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V

(4)绝缘电阻

直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻。绝缘电阻越小,漏电越严重。电容器漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容器的寿命,而且会影响电路的工作。

(5)耗损

电容器在电场作用下,在单位时间内,因发热所消耗的能量叫做耗损。电容器的耗损主要由介质耗损、电导耗损和电容所有金属部分的电阻所引起的。在直流电场的作用下,电容的耗损以漏导耗损形式存在,一般较小;在交变电场的作用下,电容的耗损不仅与漏导有关,而且与周期的极化建立过程有关。

(6)寿命

影响电容器寿命的原因有很多,比如过电压、逆电压、高温、急速放电等等,正常使用情况下,最大的影响因素是温度。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。电容器的工作温度每增加10℃寿命就会减半。

4.电容器的作用

电容器的基本作用就是充电与放电,但由基本作用所延伸出来的许多电路现象,使得电容器有着不同的用途:

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二、电容器的选型及运用

1.一般特性参数选型要求

(1)型号

一般在电路中用于低频耦合、旁路去耦等,性能要求不严格时可以采用纸介电容器、电解电容器。低频放大器的耦合电容器,选用1-22μF的电解电容器;

旁路电容根据电路工作率来选,如在低频电路中,发射极旁路电容选用电解电容器,容量在10-220μF之间;

在中频电路中可选用0.01-0.1μF的纸介、金属化纸介、有机薄膜电容器等;

在高频电路中,则应选用云母电容器和瓷介电容器。在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器。

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(2)精度

在旁路、退耦、低频耦合电路中,一般对电容器的精度没有很严格要求,选用时可根据设计值,选用相近容量或容量略大些的电容器。

但在另一些电路中,如振荡回路、延时回路、音调控制电路中,电容器的容量就应尽可能和计算值一致。

在各种滤波器和各种网络中,对电容量的精度有更高要求,应选用高精度的电容器来满足电路的要求。

(3)额定工作电压

电容器的额定工作电压应高于实际工作电压,并留有足够余量,以防因电压波动而导致损坏。一般而言,应使工作电压低于电容器的额定工作电压的10%-20%。

在某些电路中,电压波动幅度较大,可留有更大的余量。

有极性的电容器不能用于交流电路。

电解电容器的耐温性能很差,如果工作电压超过允许值,介质损耗将增大,很容易导致温升过高,最终导致损坏。

一般说来,电容器工作时只允许出现较低温升,否则属于不正常现象。因此,在设备安装时,应尽量远离发热元件(如大功率管、变压器等)。如果工作环境温度较高,则应降低工作电压使用。

一般小容量的电容器介质损耗很小,耐温性能和稳定性都比较好,但电路对它们的要求往往也比较高,因此选择额定工作电压时仍应留有一定的余量,也要注意环境工作温度的影响。

(4)绝缘电阻

绝缘电阻越小的电容器,其漏电流就越大,漏电流不仅损耗了电路中的电能,重要的是它会导致电路工作失常或降低电路的性能。漏电流产生的功率损耗,会使电容器发热,而其温度升高,又会产生更大的漏电流,如此循环,极易损坏电容器。因此在选用电容器时,应选择绝缘电阻足够高的电容器,特别是高温和高压条件下使用的电容器。

作为电桥电路中的桥臂、运算元件等场合,绝缘电阻的高低将影响测量、运算等的精度,必须采用高绝缘电阻值的电容器。

电容器的损耗在许多场合也直接影响到电路的性能,在滤波器,中频回路、振荡回路等电路中,要求损耗尽可能小,这样可以提高回路的品质因数,改善电路的性能。

(5)温度系数

电容器的温度系数越大,其容量随温度的变化越大,使得电路产生漂移,造成电路工作的不稳定。这在很多电路中是不允许的,例如振荡电路中的振荡回路元件、滤波器等,这些场合应选用温度系数小的电容器,以确保其能稳定工作。

(6)频率特性

在高频应用时,由于电容器自身电感、引线电感和高频损耗的影响,电容器的性能会变差。频率特性差的电容器不仅不能发挥其应有的作用,而且还会带来许多麻烦。例如,纸介电容器的分布电感会使高频放大器产生超高频寄生反馈,使电路不能工作。所以选用高频电路的电容器时,一要注意电容器的频率参数,二要注意电容器的引线不能留得过长,以减小引线电感对电路的不良因影响。

(7)降额

降额使用可以提高可靠性,处于最差工况工作的元件,是实际寿命达不到额定寿命的重要因素。电容降额标准如下:

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(8)使用环境

使用环境的好坏,直接影响电容器的性能和寿命。在工作温度较高的环境中,电容器容易产生漏电并加速老化。因此在设计和安装时,因尽可能使用温度系数小的电容器,并远离热源和改善机内通风散热,必要时,应强迫风冷。在寒冷条件下,由于气温很低,普通电解电容器会因电解液结冰而失效,使设备工作失常,因此必须使用耐寒的电解电容器。


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