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PCB技术电容和电解电容

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,最大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:

第一部分: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。

第一项: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最大偏差范围。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,所承受的最大直流电压,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,最高使用频率不同。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最高电压。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:

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