上一章我们介绍了电容的基本特性,这一章我们重点说电容的重要参数和使用,只有对元器件的特点了如指掌,才能够随心所欲的运用。 一、电容的分类1、按照绝缘介质分类 这是最常用的分类方法,如瓷介电容、纸介电容、电解电容、薄膜电容等。 2、按照在电路中的作用分类 滤波电容、储能电容、定时与震荡电容、隔直电容、耦合电容等。 3、按容量是否可调分类 固定电容、微调电容、可调电容 4、按工作频率分类 中低频电容: 工作频率10MHz以下中低频电路 高频电容: 工作频率10MHz以上的高频电路 5、其它分类 按结构分的穿心电容。 二、电容的命名规则按照国家标准,下面给出电容的命名规则,见表1 表1:电容命名规则 三、电容的重要参数1、容量 电容标准值常用的是E6和E12系列,见电阻标称值表。但是电容的容量和频率、温度、测量电压以及测试方法有关,通常的测试标准是20℃和120Hz。典型的电解电容容量与频率的关系见图1,电解电容容量与温度的关系见图2,其它类型的电容请看具体的参数手册上的参数曲线。 图1:电解电容容量与频率的关系 图2:电解电容容量与温度的关系 薄膜电容容量与频率的关系见图3,薄膜电容容量与温度的关系见图4,不同介质的图例见图5。 图3:薄膜电容容量与频率的关系 图4:薄膜电容容量与温度的关系 图5:薄膜电容各种介质图例 2、容量误差 一般的误差是20%、10%、5%,电容的容量越大误差越大,容量约小误差越小。见电阻标称值表。 3、损耗角正切 电容的模型见图6,在电容的基本原理章节有说明。 图6:电容的模型 电解电容的Tan δ随着测量频率的增加而变大,随测量温度的下降而增大。典型的电解容的损耗角正切随频率变化见图7,随温度的变化见图8。 图7:电解电容损耗角正切与频率的关系 图8:电解电容损耗角正切与温度的关系 图9:薄膜电容损耗角正切与频率的关系 图10:薄膜电容损耗角正切与温度的关系 4、容抗 在特定的频率下,阻碍交流电通过的电阻就是所谓的阻抗(Z)。它与容量以及电感密切相关,并且与等效串联电阻ESR 也有关系。具体表达式如下: 其中:Xc=1/ ωC=1/ 2πfC XL=ωL=2πfL 由于电解液电导率随温度改变而改变,所以电解电容阻抗随着温度的变化而变化如下图11所示。 图11:电解电容阻抗对温度和评率的变化关系 5、漏电电流 电容器的介质对直流电具有很大的阻碍作用。然而,由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,重新形成以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流,刚施加电压时,漏电流较大,随着时间的延长,漏电流会逐渐减小并最终保持稳定。漏电流随时间变化特征图12。 图12:电解电容漏电电流与时间的关系 测试温度和电压对漏电流具有很大的影响。漏电流会随着温度和电压的升高而增大,见图13。 图13:电解电容漏电流与温度的关系 通常绝缘电阻在1000MΩ以上。 6、额定电压 额定电压是在整个温度范围内可以连续施加在电容器两个端子上的包括纹波电压在内的最高蜂值电压。 有时也用交流电压的有效值来表示,比如270V AC(60Hz)。常见的电容额定电压如下: 6.3 10 16 25 50 63 100 160 200 250 350 400 450 630 1k 2k 7、纹波电流 纹波电流即是在电容器内流过的交流电流,由于电容器内的功率损耗,纹波电流会使电容器内部产生一个温升。为了使电容器在寿命周期内正常工作,每个电容器都规定了一个额定工作温度下的额定纹波电流,从而限制其内部温升。 通常85℃的电容器允许的最高温升为10℃,即芯包中心最高允许温度为95℃;105℃的产品,允许的最高温升为5℃,芯包中心最高允许温度可到110℃。不同种类电容和不同制造厂家,实际的允许纹波电流也有所不同。 当工作温度下降时,中心最大允许温升可以增大,也就是说,当实际工作温度小于额定温度时,电容器的额定纹波电流可以上升。然而,过大的温升会导致电容器内部温度超出各环境温度下的最大允许温度而快速失效,工作时的内部温度太接近最大允许温度将严重缩短电容器的预期寿命。 一般手册中给出某温度、频率下的纹波电流有效值,比如200mA(85℃,120Hz)。 8、电容寿命 电解电容的寿命与温度密切相关, 温度越高寿命越短,温度越低寿命越长,一般来说环境温度每升高10℃电容寿命减小一倍,工作温度每下降10℃,寿命增加一倍。 而温度和使用环境和纹波电流有关,一般的电解电容都标出使用环境温度和寿命 如 : 环境温度-40~ 85 ℃ 85℃ 寿命为2000小时 当环境温度为55℃时,标称85℃寿命为2000小时的电容寿命增加到16000小时。 本文为原创首发,请勿用于商业用途! |
|