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电容基础知识
一.电容简介
-1.2.电容的主要参数
-1.3.电容的符号
二.电容分类
-2.1.按介质分类
-2.2.按封装形式与引线方式分类
-2.3.按用途分类
三.常用电容
-3.1.滤波电容
-3.2.退耦电容
-3.3.耦合电容
-3.4.旁路电容
-3.5.高频消振电容
-3.6.谐振电容
-3.7.中和电容
-3.8.定时电容
-3.9.积分电容
-3.10.微分电容
-3.11.补偿电容
-3.12.自举电容
-3.13.分频电容
五.电容的选型
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电容基础知识
一.电容简介
-1.2.电容的主要参数
-1.3.电容的符号
二.电容分类
-2.1.按介质分类
-2.2.按封装形式与引线方式分类
-2.3.按用途分类
三.常用电容
-3.1.滤波电容
-3.2.退耦电容
-3.3.耦合电容
-3.4.旁路电容
-3.5.高频消振电容
-3.6.谐振电容
-3.7.中和电容
-3.8.定时电容
-3.9.积分电容
-3.10.微分电容
-3.11.补偿电容
-3.12.自举电容
-3.13.分频电容
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# 电容基础知识 ## 一.电容简介
电容(Capacitor)就是“储存电荷的容器”。电容中的导电极称为电容的电极(Electrode)。绝缘物质称为电介质(Dielectric),简称介质。 尽管电容品类繁多,但是它们的基本结构和原理是相同的,即是将两平行导电极板隔以绝缘物质而具有存储电荷能力的器材。电容结构如下图。 ![](images4compo/2024-04-02-17-46-29-image.png) 图1-1 电容结构 电容(Capacitor,通常用“C”表示),电容的单位是法拉(farad),简称F。由于法拉是一个巨大的单位,在实际电路中更加常用的电容单位是皮法(pF)、纳法(nF)与微法(uF)。 ### 1.1.电容的主要参数
电容的主要参数包括电容量、电压、容差与温度系数等。 - 电容量,电容器的电容量(capacitance)由测量交流容量时所呈现的阻抗决定的。测量的条件需要稳定(如频率、温度、电压等条件)。 - 电压,额定电压(rated voltage)、浪涌电压(surge voltage)、瞬时过压(transient voltage)、介电强度(dielectric strength)、试验电压(test voltage),以上参数不是每种电容都有的,不同的电容需要对应不同的电压参数。 - 电容量的容差,电容器在制造过程中不可能确保每个电容器的电容量都与设计值(或标称值)完全一致,总是存在一定的偏差,即电容器电容量的容差(tolerance),俗称电容量的误差,就是我们常说的精度。 - 损耗因数,由于漏电流、介质吸收、等效串联电阻等原因产生的损耗,它与工作频率有关系。其中介质吸收,只要足够低,其造成的介电系数的变化通常可以忽略。这和频率有很大关系。 - 等效串联电阻,电容器电极到引出端的电阻(ESR)。由经验总结如下:箔式电容器的ESR比金属化电容器的ESR小,双金属化和加重金属化电容器的ESR比一般金属化电容器的ESR小,平面电极板电容器的ESR比粗糙电极板电容器的ESR小,等等。 - 温度系数,温度系数(temperature characteristics)是电容量随温度变化的程度。 - 漏电流,电容器的漏电流(leakage current)主要是介质的绝缘电阻不是无限大和介质存在的缺陷(杂质)而产生的。 - 寿命,多数电容器在理论上没有寿命(life test)的问题,只有液态介质(电极)或介质在施加电压后出现介电系数下降才出现的寿命问题。最明显的是铝电解电容器。 ### 1.2.电容的符号
在电路图中,使用一些电容符号来表示各种电容,如图1-2至图1-4所示。 ![](images4compo/2024-04-02-21-08-38-image.png) 图1-2 无极性电容 ![](images4compo/2024-04-02-21-09-21-image.png) 图1-3 有极性电容 ![](images4compo/2024-04-02-21-09-52-image.png) 图1-4 可调电容 ## 二.电容分类
根据不同的分类方法,电容有多种不同的分类。 ### 2.1.按介质分类
按介质分类,电阻可以分为真空电容、空气介质电容、云母电容、纸介电容、有机膜电容、复合膜电容、陶瓷介质电容、电解质电容、铁电体电容与双电层电阻(超级电阻)。 ### 2.2.按封装形式与引线方式分类
按封装形式与引线方式分类,电容可以分为贴片电容、轴向引线电容、同向引线电容、双列直插电容、插脚式电容、螺栓电容、穿心电容与可变电容。 ### 2.4.按用途分类
按用途分类,电容可以分为电力电容、脉冲电容、高压电容、感应加热电容、高频电容、高频功率电容、滤波电容、旁路电容、耦合电容、启动电容、裂相电容、谐振电容、储能电容、缓冲电容等。 ## 三.常用电容
### 3.1.滤波电容
用在滤波电路中的电容器称为滤波电容。在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除或者削弱。 ### 3.2.退耦电容
用在退耦电路中的电容器称为退耦电容(也叫去耦电容)。比如在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。 ### 3.3.耦合电容
用在耦合电路中的电容器称为耦合电容。在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流的作用。 ### 3.4.旁路电容
用在旁路电路中的电容器称为旁路电容。电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路。根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。 ### 3.5.高频消振电容
用在高频消振电路中的电容器称为高频消振电容。在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。 ### 3.6.谐振电容
用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容。LC并联和串联谐振电路中都需要这种电容电路。 ### 3.7.中和电容
用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音高频和中频放大器、电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。 ### 3.8.定时电容
用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用。 ### 3.9.积分电容
用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电视频场扫描的同步分离级电路中,采用这种积分电容电路,以从行场复合同步信号中取出场同步信号。 ### 3.10.微分电容
用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲出发信号。 ### 3.11.补偿电容
用在补偿电路中的电容器称为补偿电容。在卡座的放音低频补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号。此外,还有高频补偿电容电路等。 ### 3.12.自举电容
用在自举电路中的电容器称为自举电容。常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。 ### 3.13.分频电容
用在分频电路中的电容称为分频电容。在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段。 ## 四.电容的选型
在实际工作中选型电容的时候,通常按照以下步骤: 1. 根据电路中电容的用途选择电容种类,常见的电容用途请见本文章节三。 2. 根据电路原理计算所需要电容的电容量与容差,通常滤波电容、旁路电容等使用%20容差的电容即可满足要求,而定时电容、积分电容等需要使用%5容差电容才能满足要求。 3. 根据电路原理计算所需要电容的电压,包括额定电压与浪涌电压,通常电容的额定电压必须大于实际承受电压。 4. 根据电路对温度稳定性的要求,选择温度系数在对应范围内的电容。 5. 根据电路使用寿命的要求,选择寿命在相应要求以上的电容,电容的使用寿命与环境温度紧密相关,通常环境温度越高电容的使用寿命越短。 6. 有些应用中要求电容具备较小的等效串联电阻,此时需要选择等效串联电阻较小的电容种类。