电容
10n就是10的n次方
以上关系可以表示为1uF=103nF=106pF
其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
电容识别及单位换算
《电容识别》
上图举出了一些例子。其中,电解电容有正负之分,其他都没有。
电容的容量单位为:法(F)、微法(uf),皮法(pf)。一般我们不用
法做单位,因为它太大了。各单位之间的换算关系为:
1F=1000000uf1uf=1000000pf
在使用中,还经常见到单位:nf。1uf=1000nf1nf=1000pf
电容的容量标识的几种方法:
一、直接标识:如上图的电解电容,容量47uf,电容耐压25v。
二、使用单位nf:如上图的涤纶电容,标称4n7,即4.7nf,转换为pf即
为4700pf。还有的例如:10n,即0.01uf;33n,即0.033uf。
后面的63是指电容耐压63v.
三、数学计数法:如上图瓷介电容,标值104,容量就是:
10X10000pf=0.1uf.如果标值473,即为47X1000pf=0.047uf。(后面的
4、3,都表示10的多少次方)。又如:332=33X100pf=3300pf。
电容的使用,都应该在指定的耐压下工作。现在的好多质量不高的
产品,就因为使用了耐压不足的电容而引起故障(常见电容爆裂)。
一、色环电阻识别技术
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。电阻在
电路中的主要作用为
分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:千欧(KΩ),
兆欧(MΩ)等。换算
方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧
电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。
a、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:
472表示47×100Ω(即4.7K);104则表示100K
二、电容识别
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电
容)。电容是由两片金
属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直
流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作
用称为容抗,它与交
流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πfc(f表示交流信号的频率,C表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电
容、钽电容和涤纶电容
等。
2、电容识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直
标法、色标法和数标法3
种。电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、
微法(uF)、纳法
(nF)、皮法(pF)。
其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10uF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法:1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF
数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第
三位数字是倍率。
如:102表示10×102PF=1000PF224表示22×104PF=0.22uF
3、电容容量误差表
符号FGJKLM
允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%
如:一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。
1.[capacitance;electriccapacity]:电容是表征电容器容纳
电荷的本领的物理量,非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表
面保持某一电位差时(如在电容器中),由于电荷移动的结果,能量便
贮存在该非导电体之中
2.[capacitor;condenr]:电容器的俗称
概述
定义:
电容(或称电容量[4])是表征电容器容纳电荷的本领的物理
量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容
器的电容。电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质(就像一只
水桶一样,你可以把电荷充存进去,在没有放电回路的情况下,刨除介
质漏电自放电效应/电解电容比较明显,可能电荷会永久存在,这是它
的特征),它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元
件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路
中。
电容的符号是C。
C=Q/U
在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用
的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微
微法)等,换算关系是:
1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF)
1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)。
相关公式:
一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个
电容器的电容就是1法,即:C=Q/U但电容的大小不是由Q或U决定的,
即:C=εS/4πkd。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d
为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为
C=εS/d.(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距
离。)
电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2
多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn
多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn
多电容器并联相加串联C=(C1*C2*C3)/(C1+C2+C3)
[编辑本段]
电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、
真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分:名称,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:分类,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。
用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄
膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介
质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻
璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
电容分类
一、按照功能
1.名称:聚酯(涤纶)电容
符号:(CL)
电容量:40p--4μ
额定电压:63--630V
主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2.名称:聚苯乙烯电容
符号:(CB)
电容量:10p--1μ
额定电压:100V--30KV
主要特点:稳定,低损耗,体积较大
应用:对稳定性和损耗要求较高的电路
3.名称:聚丙烯电容
符号:(CBB)
电容量:1000p--10μ
额定电压:63--2000V
主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路
4.名称:云母电容
符号:(CY)
电容量:10p--0.1μ
额定电压:100V--7kV
主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小
应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路
5.名称:高频瓷介电容
符号:(CC)
电容量:1--6800p
额定电压:63--500V
主要特点:高频损耗小,稳定性好
应用:高频电路
6.名称:低频瓷介电容
符号:(CT)
电容量:10p--4.7μ
额定电压:50V--100V
主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差
应用:要求不高的低频电路
7.名称:玻璃釉电容
符号:(CI)
电容量:10p--0.1μ
额定电压:63--400V
主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)
应用:脉冲、耦合、旁路等电路
8.名称:铝电解电容
符号:(CD)
电容量:0.47--10000μ
额定电压:6.3--450V
主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大
应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等
9.名称:钽电解电容
符号:(CA)
电容量:0.1--1000μ
额定电压:6.3--125V
主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容
应用:在要求高的电路中代替铝电解电容
10.名称:空气介质可变电容器
符号:
可变电容量:100--1500p
主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波
长式、直线频率式及对数式等
应用:电子仪器,广播电视设备等
11.名称:薄膜介质可变电容器
符号:
可变电容量:15--550p
主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大
应用:通讯,广播接收机等
12.名称:薄膜介质微调电容器
符号:
可变电容量:1--29p
主要特点:损耗较大,体积小
应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿
13.名称:陶瓷介质微调电容器
符号:
可变电容量:0.3--22p
主要特点:损耗较小,体积较小
应用:精密调谐的高频振荡回路
14.名称:独石电容
容量范围:0.5PF--1ΜF
耐压:二倍额定电压。
应用范围:广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐
振、耦合、滤波、旁路。
独石电容的特点:电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳
定,耐高温耐湿性好等。
最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我
们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频
率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了。
就温漂而言:独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系
数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小。
就价格而言:钽、铌电容最贵,独石、CBB较便宜,瓷片最
低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵,云母电容Q值较高,也稍贵。
里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,
但容量小,一般小于0。2U,另一种叫II型,容量大,但性能一般。
电容的应用
很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件,它在电
子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直
流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,使
用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解
在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。下文介绍
电容器的主要参数及应用,可供读者选择电容器种类时用。
1、标称电容量(CR):电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);
纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF);通
常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。
2、类别温度范围:电容器设计所确定的能连续工作的环境温
度范围,该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下
限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。
3、额定电压(UR):在下限类别温度和额定温度之间的任一温
度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效
值或脉冲电压的峰值。
电容器应用在高压场合时,必须注意电晕的影响。电晕是由于
在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄
生信号外,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别
容易发生。对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电
压之和不的超过直流电压额定值。
4、损耗角正切(tgδ):在规定频率的正弦电压下,电容器的
损耗功率除以电容器的无功功率。
这里需要解释一下,在实际应用中,电容器并不是一个纯电
容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如下图所示。图中C为电
容器的实际电容量,Rs是电容器的串联等效电阻,Rp是介质的绝缘电
阻,Ro是介质的吸收等效电阻。对于电子设备来说,要求Rs愈小愈好,
也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角δ要小。
这个关系用下式来表达:tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs因此,在
应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大,以减少设备的失效
性。
5、电容器的温度特性:通常是以20℃基准温度的电容量与有
关温度的电容量的百分比表示。
补充:
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为
13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的
元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号
的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πfc(f表示交流信号的频率,C表示电容容量)电
话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、
钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,
分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示,其
它单位还有:毫法(mF)、微法(μF)/mju:/、纳法(nF)、皮法
(pF)。其中:1法拉=1000毫法(mF),1毫法=1000微法(μF),1微
法=1000纳法(nF),1纳法=1000皮法(pF)
容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10μF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法:1m=1000μF1P2=1.2PF1n=1000PF
数字表示法:三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三
位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇,第三位数宇表示有效数字
后面零的个数,它们的单位都是pF。
如:102表示标称容量为1000pF。
221表示标称容量为220pF。
224表示标称容量为22x10(4)pF。
在这种表示法中有一个特殊情况,就是当第三位数字用"9"表
示时,是用有效数宇乘上10-1来表示容量大小。
如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。
允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%
如:一瓷片电容为104J表示容量为0.1μF、误差为±5%。
6使用寿命: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。
7绝缘电阻:由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使
绝缘电阻降低。
电容器包括固定电容器和可变电容器两大类,其中固定电容器
又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄
膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、
空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。
电容分类:
1、电解电容
2、固态电容
3、陶瓷电容
4、钽电解电容
5、云母电容
6、玻璃釉电容
7、聚苯乙烯电容
8、玻璃膜电容
9、合金电解电容
10、绦纶电容
11、聚丙烯电容
12、泥电解
13、有极性有机薄膜电容
14、铝电解电容
6.电容的基本特性
通交流,隔直流:通高频,阻低频。
[编辑本段]
电容一般的选用
低频中使用的范围较宽,如可以使用高频特性比较差的;但是
在高频电路中就有了很大的限制了,一旦选择不当会影响电路的整体工
作状态;
一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是在高频中就
要使用云母等价格较贵的电容,就不可以使用绦纶的电容,和电解的电
容,因为它们在高频情况下会形成电感,以致影响电路的工作精度。
[编辑本段]
电容器标称电容值
E24E12E6E24E12E6
1.01.01.03.33.33.3
1.13.6
1.21.23.93.9
1.34.3
1.51.51.54.74.74.7
1.65.1
1.81.85.65.6
2.06.2
2.22.22.26.86.86.8
2.47.5
2.72.78.28.2
3.09.1
注:用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量,n为正或
负整数。
主要参数的意义:标称容量以及允许偏差:目前我国采用的固
定式标称容量系列是:E24,E12,E6系列。他们分别使用的允许偏差是
+-5%+-10%+-20%。
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电容器主要特性参数
1、标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
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
范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-
±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-
(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,
根据用途选取。
2、额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直
流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容
器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
3、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.
当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf
时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越大越好。
电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入
了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗
电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损
耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主
要由介质损耗,电导损耗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,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,
一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与
周期性的极化建立过程有关。
5、频率特性
随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
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电容的潜在危险及安全性
在电容充电后关闭电源,电容内的电荷仍可能储存很长的一段
时间。此电荷足以产生电击,或是破坏相连结的仪器。一个抛弃式相机
闪光模组由1.5VAA干电池充电,看似安全,但其中的电容可能会充电
到300V,300V的电压产生的电击会使人非常疼痛,甚至可能致命。
许多电容的等效串联电阻(ESR)低,因此在短路时会产生大
电流。在维修具有大电容的设备之前,需确认电容已经放电完毕。为了
安全上的考量,所有大电容在组装前需要放电。若是放在基板上的电容
器,可以在电容器旁并联一泄放电阻(bleederresistor)。在正常使
用的,泄放电阻的漏电流小,不会影响其他电路。而在断电时,泄放电
阻可提供电容放电的路径。高压的大电容在储存时需将其端子短路,以
确保其储存电荷均已放电,因为若在安装电容时,若电容突然放电,产
生的电压可能会造成危险。
大型老式的油浸电容器中含有多氯联苯(poly-chlorinated
biphenyl),因此丢弃时需妥善处理,若未妥善处理,多氯联苯会进入
地下水中,进而污染饮用水。多氯联苯是致癌物质,微量就会对人体造
成影响。若电容器的体积大,其危险性更大,需要格外小心。新的电子
零件中已不含多氯联苯。
高电压电容潜在的危险
在高电压和强电流下工作的电容有着超出一般的危险。
高电压电容在超出其标称电压下工作时有可能发生灾难性的损
坏。绝缘材料的故障可能会导致在充满油(通常这些油起隔绝空气的作
用)的小单元产生电弧致使绝缘液体蒸发,引起电容凸出、破裂甚至爆
炸,而爆炸会将易燃的油弄的到处都是、起火、损坏附近的设备。硬包
装的圆柱状玻璃或塑料电容比起通常长方体包装的电容更容易炸裂,而
后者不容易在高压下裂开。
被用在射频电路中和长期在强电流环境工作的电容会过热,特
别是电容中心的卷筒。即使外部环境温度较低,但这些热量不能及时散
发出去,集聚在内部可能会迅速导致内部高热从而导致电容损坏。
在高能环境下工作的电容组,如果其中一个出现故障,使电流
突然切断,其他电容中储存的能量会涌向出故障的电容,这就即有可能
出现猛烈的爆炸。
高电压真空电容即使在正确的使用时也会发出一定的X射线。
适当的密封、熔融(fusing)和预防性的维护会帮助减少这些潜在的危
险。[1][2][3]
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4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V
(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
1A金+100R黄-220
2B灰+30S绿-330
3C黑0T蓝-470
4G±30U紫-750
5H棕-30±60V-1000
6J±120W-1500
7K±250X-2200
8L红-80±500Y-3300
9M±1000Z-4700
10N±2500SL+350~-1000
11P橙-150YN-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。
贴片电容的命名方法
单片陶瓷电容器(通称贴片电容)是目前用量比较大的常用元件,就
AVX公司生产的贴片电容来
讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用
途。下面我们仅就常用的NPO、
X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意
的订货事项以引起大家的注意。
不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法,这
里我们引用的是AVX公司的
命名方法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册。
NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同
的体积下由于填充介质不同所
组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量
稳定性等也就不同。所以在
使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容
器。
一NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填
充介质是由铷、钐和一些其它
稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度
从-55℃到+125℃时容量变化为
0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂
移或滞后小于±0.05%,相对大
于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用
寿命的变化小于±0.1%。NPO
电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不
同,大封装尺寸的要比小封
装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。
封装DC=50VDC=100V
08050.5---1000pF0.5---820pF
12060.5---1200pF0.5---1800pF
1210560---5600pF560---2700pF
22251000pF---0.033μF1000pF---0.018μF
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中
的耦合电容。
二X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到
+125℃时其容量变化为15%,需
要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时
间的变化而变化,大约每10
年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其
容量变化是可以接受的条件
下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表
给出了X7R电容器可选取的
容量范围。
封装DC=50VDC=100V
0805330pF---0.056μF330pF---0.012μF
12061000pF---0.15μF1000pF---0.047μF
12101000pF---0.22μF1000pF---0.1μF
22250.01μF---1μF0.01μF---0.56μF
三Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是
使用温度范围,对于Z5U电容
器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来
说在相同的体积下Z5U电容
器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它
的老化率最大可达每10年下
降5%。
尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)
和等效串联电阻(ESR)低、
良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的
应用中。下表给出了Z5U电
容器的取值范围。
封装DC=25VDC=50V
08050.01μF---0.12μF0.01μF---0.1μF
12060.01μF---0.33μF0.01μF---0.27μF
12100.01μF---0.68μF0.01μF---0.47μF
22250.01μF---1μF0.01μF---1μF
Z5U电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围+10℃---+85℃
温度特性+22%-----56%
介质损耗最大4%
四Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃
范围内其容量变化可达+22%到
-82%。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电
容器。
Y5V电容器的取值范围如下表所示
封装DC=25VDC=50V
08050.01μF---0.39μF0.01μF---0.1μF
12060.01μF---1μF0.01μF---0.33μF
12100.1μF---1.5μF0.01μF---0.47μF
22250.68μF---2.2μF0.68μF---1.5μF
Y5V电容器的其他技术指标如下:
工作温度范围-30℃---+85℃
温度特性+22%-----82%
介质损耗最大5%
贴片电容器命名方法可到AVX网站上找到。不同的公司命名方法可
能略有不同
常见电容类型和用途
1)名称:聚酯(涤纶)电容(CL)
电容量:40p--4u
额定电压:63--630V
主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2)名称:聚苯乙烯电容(CB)
电容量:10p--1u
额定电压:100V--30KV
主要特点:稳定,低损耗,体积较大
应用:对稳定性和损耗要求较高的电路
3)名称:聚丙烯电容(CBB)
电容量:1000p--10u
额定电压:63--2000V
主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高
的电路
4)名称:云母电容(CY)
电容量:10p—0.1u
额定电压:100V--7kV
主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小
应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路
5)名称:高频瓷介电容(CC)
电容量:1--6800p
额定电压:63--500V
主要特点:高频损耗小,稳定性好
应用:高频电路
6)名称:低频瓷介电容(CT)
电容量:10p—4.7u
额定电压:50V--100V
主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差
应用:要求不高的低频电路
7)名称:玻璃釉电容(CI)
电容量:10p—0.1u
额定电压:63--400V
主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)
应用:脉冲、耦合、旁路等电路
8)名称:铝电解电容
电容量:0.47--10000u
额定电压:6.3--450V
主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大
应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等
9)名称:钽电解电容(CA)铌电解电容(CN)
电容量:0.1--1000u
额定电压:6.3--125V
主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容
应用:在要求高的电路中代替铝电解电容
10)名称:空气介质可变电容器
可变电容量:100--1500p
主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线
式、直线波长式、直线频率式及对数式等
应用:电子仪器,广播电视设备等
11)名称:薄膜介质可变电容器
可变电容量:15--550p
主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大
应用:通讯,广播接收机等
12)名称:薄膜介质微调电容器:
可变电容量:1--29p
主要特点:损耗较大,体积小
应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿
13)名称:陶瓷介质微调电容器
可变电容量:0.3--22p
主要特点:损耗较小,体积较小
应用:精密调谐的高频振荡回路
14)名称:独石电容
电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等。
应用范围:广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、
耦合、滤波、旁路。
容量范围:0.5PF--1UF
耐压:二倍额定电压。
独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,I型性能挺好,但容量小,
一般小于0.2U,另一种叫II型,容量大,
但性能一般。独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳
漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电
容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,
后来换成涤纶电容就好多了.
就温漂而言:
独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联
使用,可使温漂降到很小.
就价格而言:
钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑
点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.
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电解电容的设计,一点小经验:
1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2-
-1.5倍,并不根据滤波电路的额定值;
2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔。
3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触。
电路设计
(4)铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能
出现反向电压的地方应使用无极性电
容。
(5)对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择
特别设计的具有较长寿命的电容器。
(6)不应使用过载电压
1.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值。
2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个
电容上的电压在其额定的范围
内。
(9)设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线
路,,并应留出2mm以上的空隙。
(10)电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电。当
电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc
板上的线路。,以致生烟或着火。因此在电解电容下面不应有任何
线路。
(11)设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电
解电容的
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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4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V
15)安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电
击,不危及人身安全.
安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级
(IEC664)
X1>2.5kV≤4.0kVⅢ
X2≤2.5kVⅡ
X3≤1.2kV——
16)安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围
Y1双重绝缘或加强绝缘≥250V
Y2基本绝缘或附加绝缘≥150V≤250V
Y3基本绝缘或附加绝缘≥150V≤250V
Y4基本绝缘或附加绝缘<150V
Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电
压作用下,流过它的漏电流的大小和对系
统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于
0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外,
还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免
在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现
象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义
安规电容的参数选择
X电容,聚苯乙烯(薄膜乙烯)电容,从上面的贴子里也可以看
到,聚苯乙烯的耐电压较高,适合EMI电
路的高压脉冲吸收作用。
2.容量计算:一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;
单级则用0.47uF.目前还没有比
较方便的计算方法。(电容容量的大小和电源的功率无直接关系)
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4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V
(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
1A金+100R黄-220
2B灰+30S绿-330
3C黑0T蓝-470
4G±30U紫-750
5H棕-30±60V-1000
6J±120W-1500
7K±250X-2200
8L红-80±500Y-3300
9M±1000Z-4700
10N±2500SL+350~-1000
11P橙-150YN-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
①铝电解电容与钽电解电容
铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏
感。它适用于温度变化不大、工作频率不
高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波。铝电解电容具有极
性,安装时必须保证正确的极性,否则有
爆炸的危险。
与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定
性等方面都有明显的优势。但是,它的
工作电压较低。
②纸介电容和聚酯薄膜电容
其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大。它适用于电容量不大、
工作频率不高(如1MHz以下)的场合,
可用于低频滤波和旁路。使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器
时,可把其外壳与参考地相连,以使其外
壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响。
③云母和陶瓷电容
其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定。它
适用于电容量小、工作频率高(频率可达
500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦。但这类电容承受瞬
态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随
便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的。
④聚苯乙烯电容器
其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定。
它适用于要求频率稳定性高的场合,可
用于高频滤波、旁路、去耦
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