基礎知識:電容的種類

2021-01-14 職需學

電容符號:


電容器主要分為以下10類

1、按照結構分三大類:固定電容器、可變電容器和微調電容器。

2、按電解質分類:有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器、電熱電容器和空氣介質電容器等。

3、按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。

4、按製造材料的不同可以分為:瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容,還有先進的聚丙烯電容等等。

5、高頻旁路:陶瓷電容器、雲母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。

6、低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。

7、濾波:鋁電解電容器、紙介電容器、複合紙介電容器、液體鉭電容器。

8、調諧:陶瓷電容器、雲母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。

9、低耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。

10、小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、雲母電容器。


電容的分類和符號:電容器的型號命名方法國產電容器的型號一般由四部分組成(不適用於壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。

2.電容器容量標示

1、直標法用數字和單位符號直接標出。如1uF表示1微法,有些電容用「R」表示小數點,如R56表示0.56微法。

2、文字符號法用數字和文字符號有規律的組合來表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.3、色標法用色環或色點表示電容器的主要參數。電容器的色標法與電阻相同。電容器偏差標誌符號:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z4、數學計數法:如上圖瓷介電容,標值272,容量就是:27X100pf=2700pf.如果標值473,即為47X1000pf=0.047uf。(後面的2、3,都表示10的多少次方)。又如:332=33X100pf=3300pf。


下面是一些常用電容的介紹。

1 高頻瓷介電容器(CC)

    用陶瓷材料作介質,在陶瓷表面塗覆一層金屬(銀)薄膜,再經高溫燒結後作為電極而成。瓷介電容器又分1 類電介質(NPO、CCG)、2 類電介質(X7R、2X1)和 3 類電介質(Y5V、2F4)瓷介電容器。

    1類瓷介電容器具有溫度係數小、穩定性高、損耗低、耐壓高等優點。最大容量不超過1 000 pF,常用的有CC1、 CC2 、CC18A、CC11、CCG等系列。2、3 類瓷介電容器其特點是材 料的介電係數高,容量大(最大可達0.47 μF)、體積小 、 損耗和絕緣性能較 1 類的差。電容量:1--6800pF額定電壓:63--500V。

    1類電容主要應用於高頻電路中。2、3類廣泛應用於中、低頻電路中作隔直、耦合、旁路和濾波等電容器使用。常用的有CT1、CT2、CT3等三種系列。

    另:瓷介電容還有低頻的叫低頻瓷介電容,符號:CT,電容量:10p--4.7u,額定電壓:50V--100V,主要特點:體積小,價廉,損耗大,穩定性差,應用:要求不高的低頻電路


2 滌綸電容器(CL)或者叫聚酯電容


    滌綸電容器,是用有極性聚脂薄膜為介質製成的具有正溫度係數(即溫度升高時,電容量變大)的無極性電容。

    電容量:40p--4uF,額定電壓:63--630V。耐高溫、耐高壓、耐潮溼、價格低,體積小,大容量大,但穩定性差。。

一般應用於中、低頻電路中,和穩定性和損耗要求不高的低頻電路。常用的型號有CL11、CL21等系列。


3 聚苯乙烯電容器(CB)

    有箔式和金屬化式兩種類型。

    電容量:10p--1uF,額定電壓:100V--30KV,箔式絕緣電阻大,介質損耗小,容量穩定,精度高,但體積大,耐熱性較差;金屬化式防潮性和穩定性較箔式好,且擊穿後能自愈,但絕緣電阻偏低,高頻特性差。

    對穩定性和損耗要求較高的電路,一般應用於中、高頻電路中。

    常用的型號有CB10、CB11(非密封箔式)、CB14~16(精密型)、CB24、CB25(非密封型金屬化)、CB80(高壓型)、 CB40 (密封型金屬化)等系列。


4 聚丙烯電容器(CBB)

    用無極性聚丙烯薄膜為介質製成的一種負溫度係數無極性電容。有非密封式(常用有色樹脂漆封裝)和密封式(用金屬或塑料外殼封裝)兩種類型。

    電容容量1000p--10uF, 額定電壓:63--2000V損耗小,性能穩定,絕緣性好,容量大。

   代替大部分聚苯或雲母電容,用於要求較高的電路 一般應用於中、低頻電子電路或作為電動機的啟動電容。常用的箔式聚丙烯電容:CBB10、CBB11、CBB60、 CBB61 等;金屬化式聚丙烯電容:CBB20、CBB21、CBB401 等系列。


5 玻璃釉電容(CI)

    獨石電容器是用鈦酸鋇為主的陶瓷材料燒結製成的多層疊片狀超小型電容器。

    電容量:10p--0.1u,額定電壓:63--400V,穩定性較好,損耗小,耐高溫(200度)。

     應用:脈衝、耦合、旁路等電路


6 雲母電容器(CY)

    雲母電容器是採用雲母作為介質,在雲母表面噴一層金屬膜(銀)作為電極,按需要的容量疊片後經浸漬壓塑在膠木殼(或陶瓷、塑料外殼)內構成。

    電容容量:10p--0.1uF,額定電壓:50V--7kV,穩定性好、分布電感小、可靠性高、精度高、損耗小、絕緣電阻大、溫度特性及頻率特性好、工作電壓高等優點 。

   高頻振蕩,脈衝等要求較高的電路, 一般在高頻電路中作信號耦合、旁路、調諧等使用。常用的有CY、CYZ、CYRX等系列。


7 紙介電容器(CZ)

紙介電容器是用較薄的電容器專用紙作為介質,用鋁箔或鉛箔作為電極,經卷繞成型、浸漬後封裝而成。

電容量大(100 pF~100 μF)工作電壓範圍寬,最高耐壓值可達6.3 kV。

體積大、容量精度低、損耗大、穩定性較差。常見有CZ11、CZ30、CZ31、CZ32、CZ40、CZ80等系列。


8 金屬化紙介電容器(CJ)

金屬化紙介電容器採用真空蒸發技術,在塗有漆膜的紙上再蒸鍍一層金屬膜作為電極而成。

與普通紙介電容相比,體積小,容量大,擊穿後能自愈能力強。


9 鋁電解電容器(CD)

有極性鋁電解電容器是將附有氧化膜的鋁箔(正極)和浸有電解液的襯墊紙,與陰極(負極)箔疊片一起卷繞而成。外型封裝有管式、立式。並在鋁殼外有藍色或黑色塑料套。

容量範圍大,一般為1~10 000 μF,額定工作電壓範圍為6.3 V~450 V。缺點是介質損耗、容量誤差大(最大允許偏差+100%、–20%)耐高溫性較差,存放時間長容易失效。

通常在直流電源電路或中、低頻電路中起濾波、退耦、信號耦合及時間常數設定、隔直流等作用。注意:不能用 於交流電源電路。在直流電源中作濾波電容使用時極性不能接反。電解電容還有不同的分類,應用機器廣泛,部分型號如下。


10 鉭電解電容器(CA)


    有兩種形式:1. 箔式鉭電解電容器    內部採用卷繞芯子,負極為液體電解質,介質為氧化鉭。型號有 CA30、CA31、CA35、CAk35等系列。2. 鉭粉燒結式   陽極(正極)用顆粒很細的鉭粉壓塊後燒結而成。封裝形式有多種。型號有CA40 、CA41、CA42、CA42H、CA49、CA70(無極性)等系列。

    電容量:0.1--1000uF,額定電壓:6.3--125V,主要特點:損耗、漏電小於鋁電解電容,介質損耗小、頻率特性好、耐高溫、漏電流小。缺點是生產成本高、耐壓低。

    廣泛應用於通信、航天、軍工及家用電器上各種中 、低頻電路和時間常數設置電路中。在要求高的電路中代替鋁電解電容。


11 其他一些可變電容器

空氣介質可變電容器,可變電容量:100--1500p,主要特點:損耗小,效率高;可根據要求製成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數式等應用:電子儀器,廣播電視設備等

薄膜介質可變電容器,可變電容量:15--550p主要特點:體積小,重量輕;損耗比空氣介質的大應用:通訊,廣播接收機等

薄膜介質微調電容器,可變電容量:1--29p主要特點:損耗較大,體積小應用:收錄機,電子儀器等電路作電路補償

陶瓷介質微調電容器,可變電容量:0。3--22p主要特點:損耗較小,體積較小應用:精密調諧的高頻振蕩迴路


電容使用中需要注意的參數:

額定電壓:


絕緣電阻和漏電流


損耗因數,損耗正切角 tanδ,就是電容的電損耗的比例。


最後是溫度係數,數據手冊中通常是TCC:


其他還有容差, 額定工作溫度等,這裡不在過多講述。


再說一點貼片電容的種類和特點:

    單片陶瓷電容器(通稱貼片電容)是目前用量比較大的常用元件,就AVX公司生產的貼片電容來講有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的規格,不同的規格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來介紹一下它們的性能和應用以及採購中應注意的訂貨事項以引起大家的注意。不同的公司對於上述不同性能的電容器可能有不同的命名方法,這裡我們引用的是AVX公司的命名方法,其他公司的產品請參照該公司的產品手冊。 

    NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區別是它們的填充介質不同。在相同的體積下由於填充介質不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來的電容器的介質損耗、容量穩定性等也就不同。所以在使用電容器時應根據電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。 


一 NPO電容器 

    NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。 

    NPO電容器是電容量和介質損耗最穩定的電容器之一。在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃,電容量隨頻率的變化小於±0.3ΔC。NPO電容的漂移或滯後小於±0.05%,相對大於±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對使用壽命的變化小於±0.1%。NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質損耗隨頻率變化的特性也不同,大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。下表給出了NPO電容器可選取的容量範圍。 


封 裝 DC=50V DC=100V 

0805 0.5---1000pF 0.5---820pF 

1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF 

1210 560---5600pF 560---2700pF 

2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF 


NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容。 


二 X7R電容器 

    X7R電容器被稱為溫度穩定型的陶瓷電容器。當溫度在-55℃到+125℃時其容量變化為15%,需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的。 

    X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的,它也隨時間的變化而變化,大約每10年變化1%ΔC,表現為10年變化了約5%。 

    X7R電容器主要應用於要求不高的工業應用,而且當電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大。下表給出了X7R電容器可選取的容量範圍。 


封 裝 DC=50V DC=100V 

0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF 

1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF 

1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF 

2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF 


三 Z5U電容器 

Z5U電容器稱為」通用」陶瓷單片電容器。這裡首先需要考慮的是使用溫度範圍,對於Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對於上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環境和工作條件影響較大,它的老化率最大可達每10年下降5%。 

儘管它的容量不穩定,由於它具有小體積、等效串聯電感(ESL)和等效串聯電阻(ESR)低、良好的頻率響應,使其具有廣泛的應用範圍。尤其是在退耦電路的應用中。下表給出了Z5U電容器的取值範圍。 


封 裝 DC=25V DC=50V 

0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF 

1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF 

1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF 

2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF 


Z5U電容器的其他技術指標如下: 

工作溫度範圍 +10℃ --- +85℃ 

溫度特性 +22% ---- -56% 

介質損耗 最大 4% 


四 Y5V電容器 

Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器,在-30℃到85℃範圍內其容量變化可達+22%到-82%。 

Y5V的高介電常數允許在較小的物理尺寸下製造出高達4.7μF電容器。 

Y5V電容器的取值範圍如下表所示 


封 裝 DC=25V DC=50V 

0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF 

1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF 

1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF 

2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF 


Y5V電容器的其他技術指標如下: 

工作溫度範圍 -30℃ --- +85℃ 

溫度特性 +22% ---- -82% 

介質損耗 最大 5% 


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