类型的电容器

市场上有不同类型的电容器可供选择。区分不同类型的电容器的关键因素是其结构中使用的介质。一些常见的电容器类型有陶瓷,电解电容器(包括铝电容器,钽电容器和铌电容器),塑料薄膜,纸和云母。

每个电容类型都有自己的优点和缺点。应用的特性和区域可能因一个电容器而异。因此,在选择电容器时,必须考虑以下许多因素之后。

尺寸:物理维度和电容的值都很重要。

工作电压这是电容器的一个重要特性。它指定了可以应用在电容器上的最大电压。

泄漏电流:少量电流将流过电介质,因为它们不是完美的绝缘体。这称为漏电流。

等效串联抵抗:电容器的端子具有少量的电阻(通常小于0.1Ω)。当高频使用电容器时,这种电阻成为问题。

这些因素决定了一种特定类型的电容器可以如何使用和在什么应用中使用。例如,在相同的电容范围内,电解电容器的额定电压比陶瓷电容器大。

所以它们通常用于电源电路。类似地,一些电容器具有非常低的漏电流,其他电容器具有非常高的漏电流。根据应用,应选择适当的电容。

电容类型

在电容器电介质

固定电容器是更常见的电容器类型。很难找到没有电容器的电子电路。大多数电容器在结构中使用的电介质之后命名。用于施工电容器的一些共同电介质是:

  • 陶瓷制品
  • 塑料薄膜
  • 云母
  • 玻璃
  • 氧化铝
  • 五氧化二钽
  • 铌五氧化铌

最后三种用于电解电容器。尽管在电容器的构造中使用了不同种类的电介质,但电容器的功能不会改变:以在平行板之间存储电荷形式的能量。

可变电容器

像电阻一样,电容器也有固定和可变类型。可变电容是指电容可以通过机械或电子方式改变的电容器。这种电容器通常用于谐振电路(LC电路),用于调谐无线电和天线的阻抗匹配。这些电容器通常称为调谐电容器。

还有另一种类型的可变电容称为修剪电容器。这些固定在PCB上,并用于校准设备。它们是非偏振电容器,尺寸非常小。它们通常不适用于普通客户。可变电容器的电容非常小,这通常是少数Picofarad(通常小于500pF)的顺序。

图1.变量和修剪电容器的特性

机械可变电容器由一组半圆形金属板组成,固定在转子的轴上。该设置放置在一组定子金属板之间。这种类型电容器的整体电容值(C)根据移动金属板相对于固定金属板的位置确定。当转动轴时,定子板和转子板之间的重叠区域将变化,并且电容改变。

在本设计中,当两组金属板完全啮合在一起时,电容值一般处于最大值。高压型调谐电容器在板间有较大的气隙或空间,其击穿电压为千伏特。因此,这些介电电容器在调谐电路中非常有用。

形电容
电容器

机械可变电容器通常使用空气或塑料箔作为电介质。但是使用真空可变电容器的使用随着它们提供更好的工作电压范围和更高的电流处理能力而越来越大。在机械调谐电容器的情况下,可以使用电容器顶部的螺钉改变电容。

在电子控制可变电容器的情况下,使用反向偏压二极管,其中耗尽层的厚度将根据应用的直流电压而变化。这种二极管被称为可变电容二极管或简单的可变电容二极管或变容二极管。

陶瓷电容器

陶瓷电容器是电子工业中最常用的电容器。它们也是最具生产的电容器,每年生产超过1000亿个单位。该名称来自陶瓷材料,该陶瓷材料是其结构中使用的电介质。

陶瓷电容器是固定电容式电容器,它们通常非常小(就物理尺寸和电容而言)。陶瓷电容器的电容通常位于微微游行的范围内(小于10μF)。它们是非极化型电容器,因此可以在DC以及AC电路中使用。

陶瓷电容器

这些类型的电容器的构造非常简单。在任一侧涂有一个小陶瓷盘。因此,它们也称为盘电容器。陶瓷用作电介质(绝缘体)和银涂层将形成电极。

陶瓷层的厚度和组成将决定电容器的电气性能。为了获得较大的电容值,将多层这样的圆盘堆叠起来,形成多层陶瓷片电容器(MLCC)。现代电子学一般由MLCC电容器组成。

与尺寸相比,陶瓷电容器的电容较大。为了达到这种大电容,陶瓷电容器的介电常数是非常高的。陶瓷电容器根据应用领域分为两类。

1级陶瓷电容器

由于其高稳定性和低损耗,通常用于谐振电路。1类电容器中使用的最常见类型的陶瓷由二氧化钛(TiO)制成2),含有少量锌、镁作为附加化合物。添加这些是为了实现最大可能的线性特性。

1类电容器具有低许可率,因此在体积方面的效率相对较低。因此,1类电容器的电容范围很低。1类电容器的电损耗非常低,耗散因子为0.15%。电容的值与施加的电压无关。

它们具有衬里温度系数。1类陶瓷电容器的所有这些特性使它们在具有高Q因子和振荡器电路的滤波器上有用,如PLL的滤波器。没有担心1级陶瓷电容器的老化。

2类陶瓷电容器

由于其体积效率高,常用于缓冲器、耦合电路和旁路系统。这种高体积效率是由于它们的高介电常数。第2类电容器的电容将取决于施加电压,并随温度变化而呈非线性变化。

与1类陶瓷电容器相比,其精度和稳定性都较低。2类电容器的陶瓷是由铁电材料如钛酸钡(BaTiO)制成的3.)添加剂如铝或铝的硅酸盐和铝的氧化物。

由于2类电容器中的高介电常数,具有比相同额定电压的1级电容器的尺寸更小的电容值。因此,它们用于缓冲器,滤波器和耦合电路,其中需要电容器以保持最小电容。2类电容器可以随时间年龄。

另一类陶瓷电容器也可称为3类,具有更高的介电常数和更好的体积效率。但是这种课程的电气特性与差的准确性和稳定性更差。

与电解电容器相比,陶瓷电容器的等效串联电阻和泄漏电流一般较小。1类陶瓷电容器工作电压可达1000V, 2类陶瓷电容器工作电压可达2000V。

陶瓷电容器的主要优点是其结构内部没有线圈,因此在电路操作期间没有引入电感因子。因此,陶瓷电容器适用于高频应用。

陶瓷电容器可用于普通的双引线通孔结构、表面贴装(SMT)多层模式和专门为PCB设计的特殊的无引线盘电容器。通孔和表面贴装陶瓷电容器都是常用的电容器。陶瓷电容器通常在其本体上有一个3位数的编码,用来识别电容值,一般以皮法拉(pF)为单位。

这样,前两位数用于指示电容值,第三位指示要添加的零的数量。例如,具有标记153的陶瓷电容器将在picofarad中指示15和3零,其等同于15,000pf或15nf。

薄膜电容器

薄膜电容器是所有类型的电容器中最常用的电容器类型,其电介质特性具有差异。电容器是具有绝缘塑料薄膜的电容器作为其电介质,并且这些是非偏振电容器。

这些电容器的介电材料以薄层的形式存在,该薄层设置有金属电极,并且它伤到圆柱形绕组。薄膜电容器的两个电极可以是锌或金属化铝。

薄膜电容器的主要优点是其内部结构与其绕组两端的电极直接连接。这种与电极的直接接触导致所有电流路径都变短。这种设计的行为就像大量的单个电容器并联连接。而且这种类型的电容器结构导致低欧姆损耗和低寄生电感。这些薄膜电容器用于交流电源应用,也用于高频应用。

用作薄膜电容器电介质的塑料薄膜的一些实例是聚丙烯,聚乙烯萘二酸酯,聚酯,聚苯砜磺胺类聚四氟乙烯。薄膜型电容器在市场上,电容值范围从5PF到100UF .FILM薄膜电容器,也可用不同的形状和不同的样式,

  • 包装和填充(椭圆形和圆形)类型:在这种情况下,电容器端用环氧树脂密封,电容器包裹在紧密的塑料带中。
  • 环氧树脂外壳(矩形和圆形):在这种类型的电容器中,包裹在模制的塑料外壳中,它充满环氧树脂。
  • 金属密封(矩形和圆形):这些类型的电容器封装在金属管或罐,并与环氧树脂密封。

在目前的日子里,上述所有壳体样式电容都可以在径向和轴向引线类型中提供。与其他纸张类型相比,塑料薄膜电容器的主要优点是,它们在高温下运行良好,良好。

这些电容器具有较小的公差,高可靠性,并且它们具有很长的使用寿命。薄膜型电容器的实例是圆柱形膜,矩形金属化膜和箔膜类型。它们如下所示。

轴向铅型:

图2。圆柱轴向引线式薄膜电容器。

径向铅型:

图3.伸出型铅型胶片电容。

图4。箔式薄膜电容器。

这些电容器的这些薄膜类型需要更厚的介电材料,以避免介电膜中的穿刺和撕裂。因此,这些非常适用于低电容值和大尺寸。

薄膜电源电容器

薄膜电源电容器也称为电力薄膜电容器。用于大功率膜电容器的施工技术和材料通常与普通薄膜电容器的施工技术和材料类似。然而,这些具有高功率额定值的电容器用于电力系统和电气装置的应用。

功率薄膜电容器适用于各种应用。当与其串联连接电阻时,这些电容器用作缓冲或阻尼电容器。这些也用于近距离调谐或低旋转滤波器电路,用于过滤谐波,也用作脉冲放电电容器。

图5。权力film capacitor.

陶瓷电容器

陶瓷电容器也称为“盘电容器”。与电解一样,这些也是主要使用的电容器类型。陶瓷电容器由两个或更多个交替层的陶瓷和金属构成。该陶瓷用作其电介质和金属作为其电极。这些陶瓷电容器是非偏振的固定型电容器。通常,陶瓷材料的电动行为可以分为与其稳定性有关的两种类别。它们是下面给出和解释的。

  • 1:具有高稳定性和低损耗的陶瓷电容,用于补偿温度在谐振电路应用中的影响。
  • 第2类:这些类型的电容器提供了缓冲旁路和耦合应用的高容量效率。

陶瓷类型的电容器通常具有编码在其体上的3位数字,以识别通常在微微法拉(PF)中的电容值。在此,前两位数字用于指示电容值,第三位数表示要添加的零的数量。

例如,标记为153的陶瓷电容器用皮法拉表示15和3个零,相当于15,000 pF或15nF。

图6。陶瓷制品电容器s

聚丙烯电容器

聚丙烯电容器是膜式电容器的众多品种之一。聚丙烯电容器是用聚丙烯薄膜作为介质的电容器。聚丙烯电容器的容量范围为100pf到10µF。

聚丙烯电容器的主要特点该特征高达3000 V的高工作电压。该特征使得在电路中的聚丙烯(PP)电容器在其中操作电压通常非常高,例如功率放大器特别是阀放大器,电源电路和电视电路。当需要比涤纶电容器提供更好的耐受性时,使用聚丙烯电容器。

由于其高隔离电阻值,聚丙烯电容器也用于耦合和储存应用。并且它们具有低于100kHz的频率的稳定电容值。这些聚丙烯电容器用于我们需要执行噪声抑制,耦合,过滤定时,阻塞,旁路和处理脉冲的任务的应用中。

图7.Polypropylene电容器

聚碳酸酯电容器

聚碳酸酯电容器是用聚碳酸酯材料作为其电介质的电容器。这些类型的电容容量范围为100pF ~ 10µF,工作电压高达400V DC。这些聚碳酸酯电容器可以在-55°C到+125°C的温度范围内工作而不降级。

这些电容器有很好的温度系数,由于这些原因,聚碳酸酯电容器是更好的。这些电容器由于其5%到10%的高容差水平而不用于高精度应用。聚碳酸酯电容器也用于交流应用。有时它们也被发现在开关电源中。

图8。聚碳酸酯电容器

银云母电容器

银云母电容器是电容器,其由云母材料上沉积薄薄的银层作为其电介质。使用银云母电容器的原因是与任何其他类型的电容器相比的高性能。

可以具有+/- 1%的耐受性获得银云母电容器。这比今天市场上可用的任何其他类型的电容都好得多。银云母电容器的温度高效比其他类型的电容器好得多。

并且该值是阳性的,通常在35至75ppm / c的区域中,平均值为+50ppm / c.银色云母电容器的电容值通常在几个微微法拉德到3300之间的范围内Pico -Farads.Silver MICA电容器具有很高的Q水平,并且还具有小的电源因素。银云母电容器的电压范围在100V至1000V之间。

RF振荡器使用银云母电容器。由于其高成本,银云母电容器不用于耦合和解耦应用。由于它们的尺寸,成本以及其他类型的电容器的改进,现在不使用这些类型的电容器。

图9.Silver MICA电容器

电解电容器

电解电容器通常用于需要非常大的电容值的应用。电解电容器有一金属阳极,阳极上覆盖一氧化层,通常用作其电介质。电容器的另一个电极是非固体或固体电解质。

大多数电解电容器是极化的。这些电容器是根据其介电材料分类的。主要分为三类,分别是

  • 铝电解电容器:这里铝充当它的电介质。
  • 钽电解电容器:这里的五氧化二钽充当它的电介质。
  • 铌电解电容器:这里五氧化铌充当它的电介质

通常,钽膜氧化物的介电常数几乎大于二氧化铝介电常数的三倍,但是该介电常数仅确定尺寸。通常使用三种类型的电解质。它们如下:

  • 非固体(湿或液体):这些电容器具有接近10ms / cm的电导率,并且这些电容器具有低成本。
  • 固体氧化锰:这些电容器具有接近100ms / cm的电导率,并且还具有高质量和稳定性。
  • 固体导电聚合物:这些类型的电容器具有约10000ms / cm的电导率,也具有<10mΩ的ESR值。

电解电容器一般用于直流电源电路中。由于它们的电容值大,体积小,它们也被用于耦合和解耦以减少纹波电压的应用。电解电容器的主要缺点之一是其额定电压低。

电解电容器图

图10。电解电容器图。

铝电解电容器

铝电容器是在铝箔上由氧化膜制成的电容器,在它们之间浸泡在电解质溶液中,所有这些设计可以密封在罐中。基本上有两种类型的铝电解电容器,它们是普通箔式和蚀刻箔型。

普通箔式电解电容器主要用作电源电路中的平滑电容器,而蚀刻箔型电容器,用于耦合直流阻挡和通过通过电路。

铝电解电容器的电容范围为1uf - 47000uF,大容差为20%。额定工作电压范围可达500V。这些在市场上很便宜,很容易买到。

电容值和电压额定值可以用uF打印,也可以用后跟三位数的字母编码。这三位代表pF中的电容值,前两位代表数字,第三位是乘数。

图11.铝电解电容器。

钽电解电容器

钽电容器是由钽氧化物作为其介电材料制成的电容器。钽电解电容器也是铝电容器等偏振电容器。在湿(箔)的类型和干燥(固体)中获得坦塔alum电解电容器。

钽电解电容器的第二端子小于当量铝电容器的端子,并且该端子由二氧化锰制成。

钽电解电容器铝电容器的主要优点是它们更稳定,更轻且更小。它们的电容值范围为47NF至470UF,最大的工作电压高达50V。这些比铝电解质高的肋骨。

氧化钽电介质的性质是低漏电流和更好的电容稳定性。这些属性氧化物电介质原因在阻塞,旁通,去耦,过滤和定时应用中使用它们。并且这些性质也比氧化铝的介质好得多。

图12.Tantalum电容器。

超级电容器

超电容器也称为超电容或电双层电容器。这些电容器用薄电解质分离器制成,薄电解质分离器侧翼与活性炭离子侧翼。它与常规电容器不同,超级电容器的电容值非常高,并且毫巴的电压范围为2.3V至2.75V。

基于它们的电极设计,超级电容分为三种类型

  • 双层电容器:这些电容器有碳电极或其衍生物。
  • 伪电容器:这些电容器有金属氧化物或导电聚合物电极。
  • 混合电容器:这些电容器具有不对称电极。

超级电容器主要用于需要非常多的充放电周期,需要长寿命和在短时间内需要大量的功率的应用场合。超级电容器的典型应用范围从毫安电流和毫瓦功率持续时间几分钟到几安培电流和几千瓦功率在更短的时间内。这些超级电容器通常用作临时电源,作为电池的替代品。

图13. uper电容器。

6的反应

  1. 嗨,我喜欢你对电容类型的解释。你能写一些关于机器人应用程序的东西,因为我们需要高性能吗?

    谢谢

  2. 我没有双极电解的指示,也没有哪种类型的薄膜电容器是高保真应用的最佳选择,例如噪音

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