电容器是电路设计中最为普通常用的器件之一,也是无源元件之一,有源器件简单地说就是需能源的器件叫有源器件(需要电源), 无需能源的器件就是无源器件(无需电源)。电容也常常在高速电路中扮演重要角色。
电容的作用和用途有滤波,去耦,旁路,隔直流通交流(隔直通交),延迟,储能,整流等不同的电路应用中起不同的作用与用途。
电容的种类常见有电解电容,贴片电容,钽电容,安规电容,可调电容,按材质有纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等,
有极性电解电容组成
由内部有储存电荷的电解纸,阳极铝箔,阴极铝箔叠卷绕而成放入铝壳体,加入配方电解液,底层密封留出长(正)短(负)两个有极性的引脚,外壳有保护套管有表示“-”号标示负极,容量,品牌,额定电压等信息,在电源电路中反接将会发热,冒烟爆炸的危险(不会致导起火),电解电容顶部一般都会有爆破孔(十字型)。
有极性电解电容
无极性电解电容与电解电容相似,差异是内部材料组成,广泛应用于音响分频器,电动机启动电容等场合,与有极性电解电容的差异就是无正负之分。立式无极性电解电容与有极性并无大的差异。
无极性电解电容
随着技术工艺的进步,小容量电解电容发展为贴片类型,方便机器生产而提高效率,减少人为放置零件错误而检查修等因素降低成本。
贴片电解电解
电解电容的耐压分别有6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、100V、200V、300V、400V、450V、500V,温度有商业级0-85℃ 或-10-105℃及工业级-55-155℃,误差精度有±1%,±5%,±10%,±20%,+80%/-20%等供选择,通常电解电容误差为20%精度,耐压高容量大体积也越大。
钽电解电容组成
在钽金属表面生成的一层极薄的五氧化二钽膜烧结型固体、箔形卷绕固体、烧结型液以非金属密封型的树脂封装为小型化、大容量主体,主要应用于滤波、能量贮存与转换,耦合与退耦等场合,属于有正负极性的零件。
钽电解电容
钽电解电容的优点,体积小,寿命长,阻抗频率特性好,绝缘电阻高,漏电流小,相同容量特性比电解电容好,缺点是相同容量价格比电解电容价格高,容量而压无法与电解电容相比。
贴片电容
通常使用陶瓷材质按类型分为NPO,X7R,X5R等材质,根据材料生产工艺尺寸等决定了容量,耐压,误差等,每个生产厂商的产品无太大的差异,贴片电容没有极性或方向之分,不能直观像电阻一样快速知道具体容值,只能通过万用表,LCR电桥等设备测试容量。
贴片陶瓷电容
1) NPO当温度在-55℃-125℃。温度系数在0±30ppm/℃以內,电介质损失比较小,多用于RF滤波耦合,时钟电路,晶振匹配,高速电路等。尺寸越小可做容量越小, 0402 /0201尺寸只有100pF以下容量,0603 以上尺寸容量也不超过0.01uF。
2) X7R当温度在-55℃到 125℃时其容量变化为15%以內,多用于滤波,耦合,延迟,隔直等场合。X7R是一种强电介质,电容容量一般在100pF~2.2uF。
3) X5R当温度在-55℃到 85℃时其容量变化为22%以內,是一种超强电介质,可做大容量,多用于滤波,耦合等场合,容量一般在2.2uF~22uF,容量越大尺寸越大。
封装尺寸关系图
贴片电容封装与尺寸关系图
贴片电容误差精度有±1%,±5%,±10%,±20%,+80%/-20%等,通常使用±20%或+80%/-20%精度,部分电路需使用±10%精度,RF高频需使用±1%精度。
安规电容
安规电容一般材质为金属薄膜,有X,Y类型之分,是交流电路必不可少的滤波零件,X电容用于跨接交流电火线(L)与零线(N),Y电容用于交流电火线(L)与零线(N)对大地(E)消除干扰,保护不会导致电击,不危及人身安全,X电容抑制差模干扰,Y电容抑制共模干扰,配合共模电感使用能很好解决设备之音的串扰问题,X,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线零线与地间的是Y电容。
X,Y电容外形图,X电容一般为淡黄色,Y电容通常为蓝色或是绿色
X 电容外形
Y电容外形
简单应用电路
交流输入X,Y电路
选型注意事项
抑制电源电磁干扰用电容器,当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时,不仅仅只有正常电压,还必须考虑到异常的脉冲电压(如闪电)的产生,这可能会导致电容器冒烟或者起火。所以,跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定,故必须使用经过安全认证合格的电容器。
对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合,如电源跨线路连接,可承受2.5kV的脉冲电压。对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合,用于电源跨线路连接时,能承受5kV的脉冲电压冲击,不致发生击穿现象。
对于X电容选择耐压在AC275V以上,Y电容选择耐压在1KV以上,可根据电磁兼容性,雷击,浪涌等测试结果调整X,Y容量及耐压。
條沦电容(盒状电容)
材质通常是薄膜,云母等材质,其耐压高,体积大,在少部分电源板,功率放大器等产品还可 见到,慢慢被贴片电容小尺寸产品代替。
條沦&盒状外形图
條沦电容外形图
盒状电容外形图
微型可调电容
微型可调电容容量通常容量很小,多用于调谐,高频等电路中,使用的目的是设计因PCB,零件误差等,在生产中再些确认并调整获到最佳的性能。
可调电容外形图
微型贴片可调电容
小型插件可调可调电容
大型可调电容(PVC)
按材质分有陶瓷、云母、薄膜带,大型可调电容容量大,有单联,双联等差异,多用于调谐,改变容值发生频率变化,应用于常见的调谐收音机调节频段频率。现这种零件在生活电器中少见(老式收音机除外)。
大尺寸PCV可调电容外形图
大型可调电容PVC
注:
在上述的可调电容极少使用外,通常见到都是插件铝电解电解,贴片电解电解,钽电容,贴片陶瓷电容等,生活中电器处处可见,像每天拿在手上手机就很多小小的贴片电容。
零件安装方式,插件电解,陶瓷,盒状电容等零件,使用编带方式,方便AI机器放置于PCB上,对于贴片的零件均采用编带方式方便贴片机器操作,特殊大尺寸采用人工放置入PCB对应位置上。
PCB(Printed Circuit Board) 即为印刷电路板 (载体)
SMD (Surface Mount Devices ) 表面贴装器件 (零件)
SMT(Surface Mount Technology)表面组装技术 (工艺)
Solder Paste 锡膏 (辅助材料)
Solder Wire 锡线 (辅助材料)
Electrolytic Capacitor (电解电容)or Aluminum Electrolytic Capacitor (铝电解电容)
Capacitor(电容统称)
学零件知识时候顺带英文也学了才快乐,结果你懂的!
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