技術科普 | 電容器基礎知識介紹

電容器在電路中的作用

        電(diàn)容器是儲(chǔ)存電(diàn)量和電(diàn)能（電(diàn)勢能）的元件。

        電容器（Capacitor，業内通常簡稱電容，本文按業内習慣進行簡稱）在電子電路中起著(zhe)重要的作用，具有隔離直流、連接交流、防止低頻的特點。廣泛應用於(yú)耦合、隔離直流、旁路、濾波、調諧、能量轉換、自動控制等領域。電容（Capacitance）亦稱作“電容量"，是指在給定電位差下自由電荷的儲藏量，記爲C，國際單位是法拉（F）。

電容的功能分類

        電(diàn)容按功能分類(lèi)主要有這四種：

        濾波電容

        濾波電容具有電極性，亦稱其爲電解電容。濾波電容在電路中的符号一般用“C"表示，電容量越大，濾波性能越好。爲瞭(le)獲得更好的直流穩定系數，電容量一般選擇在數百微法或數千微法以上。濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。濾波電容在開關電源中起著(zhe)非常重要的作用。

        去耦電容

        電(diàn)路中裝設在元件的電(diàn)源端的電(diàn)容，連接在放大電(diàn)路電(diàn)源的正負極之間，防止電(diàn)源内阻形成的正反饋引起的寄生振蕩(dàng)
。此電(diàn)容可以提供較穩定的電(diàn)源，同時也可以降低元件耦合到電(diàn)源端的噪聲，間接可以減少其他元件受此元件噪聲的影響。

        旁路電容

        在AC-DC信号的電路中，電容通過電路的一點(diǎn)連接到電阻的兩端或公共電位，爲交流信号或脈沖(chōng)信号設置路徑，以避免交流信号元件通過電阻的壓降衰減。

        耦合電容

        又稱電場耦合或靜電耦合，是由於(yú)分布電容的存在而産生的一種耦合方式。耦合電容器是使得強電和弱電兩個系統通過電容器耦合並(bìng)隔離，提供高頻信号通路，阻止工頻電流進入弱電系統，保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器除以上作用外，還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用，起到電壓互感器的作用。

電容的分類

        電(diàn)容種類較(jiào)多:

        ▶按封裝分有貼(tiē)片電(diàn)容、插件電(diàn)容；

        ▶按介質分有鋁(lǚ)電(diàn)解電(diàn)容、钽電(diàn)解電(diàn)容、陶瓷電(diàn)容、聚酯薄膜電(diàn)容、聚丙烯薄膜電(diàn)容、聚苯乙烯薄膜電(diàn)容、聚四氟乙烯薄膜電(diàn)容、雲母電(diàn)容等；

        ▶按結構形勢分
，有固定電(diàn)容、半固定電(diàn)容、可變(biàn)電(diàn)容。

電容的性能參數

        瞭(le)解電容的内在關鍵參(cān)數，才能快速選型，可靠使用。

        電(diàn)容的關鍵參(cān)數包括：

        ▶标稱(chēng)電(diàn)容量和允許誤差

        ▶額(é)定工作電(diàn)壓

        ▶絕(jué)緣電(diàn)阻（漏電(diàn)流）

        ▶介質(zhì)損(sǔn)耗

        ▶品質(zhì)因數(shù)Q

        ▶等效串聯(lián)電(diàn)阻ESR

        ▶允許的工作溫度範(fàn)圍(wéi)等

        标稱(chēng)電容量和允許誤差：電容量的大小表示電容器貯存電荷的能力。不同的材質的電容，由於(yú)不同的材質其介電常數有很大的差異，不同電容的容量會有很大的差别
。

        額定工作電(diàn)壓：在規定的工作溫度範圍内，電(diàn)容長(zhǎng)期可靠地工作，它能承受的直流電(diàn)壓。額定電(diàn)壓的大小與電(diàn)容器所使用的絕緣介質和使用環境溫度有關
，其中與溫度關系尤爲密切
。

        絕緣電阻（漏電流）：電容器兩極闆之間的介質並(bìng)非絕對的絕緣體，當電容加上直流電壓時，電容器會有漏電流産生，兩者之比稱爲絕緣電阻，若漏電流太大，電容器就會發熱損壞。在所有的電容材質中，電解電容尤其是鋁電解電容漏電流較大，故用漏電流表示其絕緣性能(與容量成正比)；其他電容器的漏電流是極小的，故用絕緣電阻參(cān)數來表示其絕緣性能。

        介質損耗DF：電容器在電場作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，及損耗角正切值表示。損耗角越大，電容器損耗越大，損耗角大的電容不适用於(yú)高頻情況下工作。與損耗角相關的這些參(cān)數決定於(yú)電容材質，所以不同材質的電容損耗角相差很大，鋁電解電容的損耗角正切值可高達0.3，聚丙烯薄膜電容的損耗角正切值一般隻有0.1~0.2%，而聚苯乙烯電容的損耗角可達0.03%。

        品質因數Q：在高頻電路中，由於(yú)頻率較高，電容器所測量出來的介質損耗已經很小，不便於(yú)參考，因此，爲瞭(le)更好地瞭(le)解它的高頻特性，我們更關心它的品質因數Q，Q值就是介質損耗的倒數，即Q=1/DF。

        等效串聯電(diàn)阻ESR：在電(diàn)容器中所有損耗的總和叫做電(diàn)容的等效串聯電(diàn)阻ESR，一般用毫歐姆來(lái)表示。

        在設計時，高頻下我們應考慮ESR和Q值對(duì)電(diàn)路設計的影響，在低頻下應考慮介質損耗DF對(duì)電(diàn)路設計的影響。

廣電計量的相關服務能力

        電(diàn)容器作爲電(diàn)路闆中*一員，其穩定性直接影響整體的可靠性。從(cóng)最小的器件出發，廣電(diàn)計量爲集成電(diàn)路的可靠性保駕護航。

        廣電(diàn)計量可以提供以下電(diàn)容相關的服務能力，包括但不限於(yú)：

        電容量、損耗角正切、品質因數、絕緣電阻、漏電流、等效串聯電阻、耐電壓、溫度特性驗證等電參(cān)數測(cè)試，溫度沖擊、潮濕負荷、穩态壽命、老煉、耐紋波等一系列環境可靠性驗證試驗，以及X射線檢查、可焊性、耐焊接熱、瓷體強度、振動等物理試驗。

        並(bìng)可以針對芯片半導體、分立器件、阻容感等元器件測(cè)試進行技術開發和電性能測(cè)試等服務。