原创 电容常识

电容类型：

1、依材质特性分为：电解质电容、电解质芯片电容、塑料薄膜电容、陶瓷电容、陶瓷芯片电容；

2、依行业名称分为：NPO材质系列、X7R材质系列、X5R材质系列、Y5V材质系列、Z5U材质系列；

1）NPO材质：一类电介质，电气性能最稳定，基本上不随温度，电压与时间的改变而改变，容量较小（一般零点几皮法到几十纳法），适用于低损耗、对稳定性要求高的高频电路，如滤波器、振荡器、计时电路等。

2）X7R、X5R材质：二类电介质，电气性能较稳定，在温度，电压与时间改变时性能的变化并不显著，适用于隔直、偶合、旁路、对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路等。由于X7R 是一种强电介质，因而能造出容量比NPO 介质更大的电容器。

3）Y5V、Z5U材质：二类电介质，具有较高的介电常数，常用于生产比容较大的，标称容量较高的大容量电容器产品，但其容量稳定性较X7R 差，容量，损耗对温度，电压等测试条件较敏感，适用于要求容量大、温度变化不大的电路中。

关键参数：

1. 电容量Capacitance:

一般电解电容器的电容量范围为0.47uF-10000uF, 测试频率为120Hz.

塑料薄膜电容器的电容量范围为0.001uF-0.47uF, 测试频率为1KHz.

陶瓷电容器

a、T/C type 的电容量范围为1 pF-680pF, 测试频率为1MHz.

b、Hi-K type 的电容量范围为100pF-0.047uF, 测试频率为1KHz.

c、S/C type 的电容量范围为0.01uF-0.33uF.

2. 电容值误差Tolerance:

一般电解电容器的电容值误差范围为M 即 +/-20%,

塑料薄膜电容器为J 即 +/-5%或K 即 +/-10%, 或M 即 +/-20%三种,

陶瓷电容器

a、T/C type 为C 即 +/-0.25pF (10pF 以下时), 或D 即 +/-0.5pF(10pF 以下时), 或J或K四种.

b、Hi-K type 及S/C type 为K 或M 或Z 即 +80/-20%三种.

3. 损失角即D 值:

一般电解电容器因为内阻较大故D 值较高, 其规格视电容值高低决定, 为0.1-0.24 以下.

塑料薄膜电容器则D 值较低, 视其材质决定为0.001-0.01 以下.

陶瓷电容器视其材质决定, Hi-K type 及S/C type 为0.025 以下.

T/C type 其规格以Q 值表示需高于400-1000. (Q 值相当于D 值的倒数)

4. 温度系数Temperature Coefficient:

即为电容量受温度变化改变之比例值, 一般仅适用于陶瓷电容器.

T/C type 其常用代号为CH 或NPO 即为 +/-60ppm, UJ 即为 -750+/-120ppm, SL 即+350+/-1000ppm.

Hi-K type (Z)及S/C type (Y), 其常用代号为B (5P)即为 +/-10%, E (5U)即为 +20/-55%, F (5V)即为+30/-80%.

5. 漏电流量Leakage current:

此为电解电容器之特定规格, 一般以电容器本身额定电压加压3 Min 后, 串接电流表测试, 其漏电流量需在0.01CV ( uF 电容量值与额定电压相乘积) 或3uA 以下 (取其较大数值).

特定低漏电流量使用 (Low leakage type) 则其漏电流量需在0.002CV 或0.4uA 以下.

6. 冲击电压Surge Voltage:

一般以电容器本身额定电压之1.3 倍电压加压, 需工作正常无异状.

7. 使用温度范围:

一般电解电容器的使用温度范围为 -25℃至+85℃, 特定高温用或低漏电流量用者为 -40℃至+105℃.

塑料薄膜电容器为 -40℃至+85℃.

陶瓷电容器T/C type 为-40℃至+85℃, Hi-K type 及S/C type 为 -25℃至+85℃.

选型归纳：

选择电容器可以从以下几个方面来考虑：

1）    选择合适的型号

不同介质的电容器的性能各不相同，容量范围、耐压值、温度及频率稳定性、损耗等各方面的性能有很大差异；同一种介质的电容器又有很多不同的型号，所以要根据自己电路的性能要求，在满足基本容量、耐压要求的情况下根据电路敏感的参数选择最合适的电容器类型。

2）    合理确定电容器的精度

在旁路、退耦、低频耦合等电路中，一般对电容器容量的精度没有严格的要求，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；但在振荡回路、延时回路等电路中对电容器的容量要求就高些，应尽可能选取和计算值一致的容量值；在各种滤波器和网络中，对电容量精度有更高的要求，应该选用高精度的电容器以满足电路的要求。

有时候也要综合考虑电路中其他元器件的精度，比如LC 组成的振荡电路中，由于电感本身的精度误差比较大，即使电容器选择精度及稳定性都很高的型号，振荡回路总的精度及性能也不会有很大的改善，而价格成本则可能会抬高很多倍，这就显得没有太大必要了。而RC 组成的振荡电路稳定性要好的多，很多时候精度是由总体决定的，而不是由个体的元件，不过个体的精度都提高了，一般总体的精度也就上去了。

3）    确定电容器的额定工作电压

当电路工作电压高于电容器的额定电压时，不但会使漏电流急剧增加，还会因为发热而损坏电容器。选用电容器时，应使额定电压高于实际工作电压，并留有足够的余量，以防止因电压波动而损坏电容器。对一般电路，应使工作电压低于电容器额定工作电压的10%—20% 。在某些特殊电路中，电压波动幅度较大，可留更大的余量。

电容器的额定工作电压通常是指直流值。如果直流中含有脉动成分，该脉动直流的最大值应不超过额定值；如果工作于交流，此交流电压的最大值应不超过额定值。并且随着工作频率的升高，工作电压应该降低。有极性的电容器不能用于交流电路。电解电容器的耐温度性能很差，如果工作电压超过允许值，介质损耗将增大，很容易造成温升过高，导致损坏。在PCB 设计和设备安装时要注意，应使电容器尽量远离发热元件（如大功率管、变压器、散热器等），如果工作环境温度较高，应降低工作电压使用。

4）    尽量选择绝缘电阻大的电容器

绝缘电阻越小，电容器的漏电流就越大，漏电流产生的功率损耗，会使电容器发热，而其温度的升高，又会产生更大的漏电流，如此循环，极易损坏电容器，导致电路工作失常或降低电路的性能。因此在选用电容器时，应尽可能的选择绝缘电阻高的电容器，特别是在高温和高压条件下，更应如此。

一般作为电桥电路中的桥臂、运算元件等场合，绝缘电阻值的高低将影响测量、运算等精度，必须采用高绝缘电阻值的电容器。在要求损耗尽可能小的电路如滤波器、振荡回路等电路中，选用绝缘电阻值尽可能高的电容器可以提高回路的品质因数，改善电路的性能。

5）    考虑温度系数和频率特性

电容器的温度系数越大，其容量随温度的变化就越大。在有些电路中，如振荡电路中的振荡回路元件、移相网络元件、滤波器等，温度系数大会使电路产生漂移，造成电路工作不稳定，这时就要注意选用温度系数小的电容器，以确保电路的稳定工作。

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起不仅不能发挥其应有的作用，而且还会带来许多麻烦。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，而且在使用中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影响。

6）    注意使用环境

使用环境的好坏直接影响电容器的性能和寿命，对电容器影响最大的是温度，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，在设计、安装时，应尽量使用温度系数小的电容器，并远离热源，或者改善周围的通风散热；在寒冷的条件下，由于气温低，普通电解电容器会因电解液结冰而失效，应选择耐寒的电解电容器；在多风沙灰尘条件下或湿度较大环境下工作时，应选用密封型电容器；

在周边电磁环境恶劣的条件下，选择抗辐射的电容器等。这对于安装在户外的设备来说工作环境问题就特别需要考虑了，总之是要根据实际应用环境的不同选择合适类型的电容器。

薄膜电容器（特别是聚丙烯薄膜电容器）在高温使用时，由于电介质耐热性不高，温度太高会造成老化而缩短使用寿命，需要在高温条件下使用时，应注意降额使用。

7）其他

用于脉冲电路中的电容器，应选用频率特性和耐温性能较好的电容器，一般为涤纶、云母、聚苯乙烯等电容器。

超大容量电容器在CMOS 电路中取代电池作备用时，其维持时间与放电电流有直接关系：放电电流越小，维持时间越长。在计算后备时间时，应留有一定的余量。