电容器选型指南-电子元器件选型

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电容器选型指南-电子元器件选型

从电容器的分类、命名、性能指标，到电容器在电路中的作用，选型及运用，为大家一一做介绍，希望对大家有帮助。
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* J' A$ F7 b/ }9 m电容器，简称电容（Capacitor，通常用字母“C” 表示）是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。

一、基础知识

1.电容器的分类
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% f8 O4 A. C7 A! \电容器的种类繁多，其分类方式有多种:
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  S  Y9 }  s6 k, F0 Z  t2.电容器的型号命名方法

电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变和真空电容器）：

. w6 f5 _# y7 `4 L第一部分（主称）：用字母表示，电容器用C

- @( o" t2 l3 h$ p( @/ _第二部分（材料）：用字母表示
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8 d) ~, V1 o& n* S+ e; K第三部分（特征）：一般用数字表示，个别用字母表示
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- T5 d! a" m, _4 y4 k. `0 K- |% e第四部分（序号）：用数字表示


  A  }, z8 N6 m  Z3.主要性能指标
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9 S3 J8 n  ^1 `（1）标称电容量
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电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容的基本单位是法拉，简称法（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用的电容单位有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。

它们的关系是：1F=1000mF；1mF=1000μF；1μF=1000nF；1nF=1000pF

  I2 u" n! `& j一般情况，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的。通常在容量小于10000pF 的时候，用pF做单位，大于10000pF 的时候，用uF 做单位。为了简便起见，大于 100pF 而小于 1uF 的电容常常不注单位。没有小数点的，它的单位是 pF，有小数点的，它的单位是 uF。如有的电容上标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示在后加 0 的个数，单位是 pF。
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7 Q0 @! h: V3 V" }1 ]& [/ m" u（2）允许误差

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围内称精度。

（3）额定电压

- {3 C+ m5 ^* ~$ t在规定的工作温度范围内，电容器长期可靠地工作，它能承受的最高直流电压有效值，就是电容器的耐压，也叫做电容器的直流工作电压，一般直接标注在电容器外壳上。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最高不能超过电容器的直流工作电压值。
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常用的固定电容工作电压有 ：6.3V、10V、16V、25V、35V 、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V

. i: s( b8 {, k  g6 F8 O（4）绝缘电阻

直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。绝缘电阻越小，漏电越严重。电容器漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容器的寿命，而且会影响电路的工作。
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3 M7 K# E+ k& \& ?（5）耗损

电容器在电场作用下，在单位时间内，因发热所消耗的能量叫做耗损。电容器的耗损主要由介质耗损、电导耗损和电容所有金属部分的电阻所引起的。在直流电场的作用下，电容的耗损以漏导耗损形式存在，一般较小；在交变电场的作用下，电容的耗损不仅与漏导有关，而且与周期的极化建立过程有关。

/ r: L- e* E  G（6）寿命

4 H8 X% }5 i) M$ v1 U- a影响电容器寿命的原因有很多，比如过电压、逆电压、高温、急速放电等等，正常使用情况下，最大的影响因素是温度。电容器的使用寿命随温度的增加而减小，主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。电容器的工作温度每增加10℃寿命就会减半。
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" W; _% E9 S- Q* n6 U0 s4.电容器的作用

电容器的基本作用就是充电与放电，但由基本作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着不同的用途：

  I; ?, r9 L0 H  U- A& V1 ~/ K二、电容器的选型及运用
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1.一般特性参数选型要求

1 J9 f; V1 K, P（1）型号
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! X) L' W" W5 m- z! {) N; D一般在电路中用于低频耦合、旁路去耦等，性能要求不严格时可以采用纸介电容器、电解电容器。低频放大器的耦合电容器，选用1-22μF的电解电容器；

旁路电容根据电路工作率来选，如在低频电路中，发射极旁路电容选用电解电容器，容量在10-220μF之间；
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4 `; H; P" {0 v1 O在中频电路中可选用0.01-0.1μF的纸介、金属化纸介、有机薄膜电容器等；
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在高频电路中，则应选用云母电容器和瓷介电容器。在电源滤波和退耦电路中，可选用电解电容器。
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（2）精度

1 {* M6 ?- M4 f在旁路、退耦、低频耦合电路中，一般对电容器的精度没有很严格要求，选用时可根据设计值，选用相近容量或容量略大些的电容器。

但在另一些电路中，如振荡回路、延时回路、音调控制电路中，电容器的容量就应尽可能和计算值一致。

' R- t9 |# W9 K+ Q' d在各种滤波器和各种网络中，对电容量的精度有更高要求，应选用高精度的电容器来满足电路的要求。
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4 K- A) P$ Y' `  f3 F; j& j7 I+ @（3）额定工作电压

) ^% D1 O9 F( \电容器的额定工作电压应高于实际工作电压，并留有足够余量，以防因电压波动而导致损坏。一般而言，应使工作电压低于电容器的额定工作电压的10%-20%。
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在某些电路中，电压波动幅度较大，可留有更大的余量。
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有极性的电容器不能用于交流电路。
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, x3 \. f9 U2 |% l( \电解电容器的耐温性能很差，如果工作电压超过允许值，介质损耗将增大，很容易导致温升过高，最终导致损坏。
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一般说来，电容器工作时只允许出现较低温升，否则属于不正常现象。因此，在设备安装时，应尽量远离发热元件（如大功率管、变压器等）。如果工作环境温度较高，则应降低工作电压使用。
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一般小容量的电容器介质损耗很小，耐温性能和稳定性都比较好，但电路对它们的要求往往也比较高，因此选择额定工作电压时仍应留有一定的余量，也要注意环境工作温度的影响。

1 b- m# f7 k* o# }2 ^! U（4）绝缘电阻
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7 Y, k& E6 e. ^( T/ {& G8 K绝缘电阻越小的电容器，其漏电流就越大，漏电流不仅损耗了电路中的电能，重要的是它会导致电路工作失常或降低电路的性能。漏电流产生的功率损耗，会使电容器发热，而其温度升高，又会产生更大的漏电流，如此循环，极易损坏电容器。因此在选用电容器时，应选择绝缘电阻足够高的电容器，特别是高温和高压条件下使用的电容器。

作为电桥电路中的桥臂、运算元件等场合，绝缘电阻的高低将影响测量、运算等的精度，必须采用高绝缘电阻值的电容器。
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& \8 I# T: ?1 L3 l. a" P" L电容器的损耗在许多场合也直接影响到电路的性能，在滤波器，中频回路、振荡回路等电路中，要求损耗尽可能小，这样可以提高回路的品质因数，改善电路的性能。
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（5）温度系数

# X! X3 N8 N" o! e  W0 V) s2 T电容器的温度系数越大，其容量随温度的变化越大，使得电路产生漂移，造成电路工作的不稳定。这在很多电路中是不允许的，例如振荡电路中的振荡回路元件、滤波器等，这些场合应选用温度系数小的电容器，以确保其能稳定工作。
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（6）频率特性

" F4 ^2 ?3 N. y, g# B在高频应用时，由于电容器自身电感、引线电感和高频损耗的影响，电容器的性能会变差。频率特性差的电容器不仅不能发挥其应有的作用，而且还会带来许多麻烦。例如，纸介电容器的分布电感会使高频放大器产生超高频寄生反馈，使电路不能工作。所以选用高频电路的电容器时，一要注意电容器的频率参数，二要注意电容器的引线不能留得过长，以减小引线电感对电路的不良因影响。
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& ^  O! P" x' x* n, S（7）降额

降额使用可以提高可靠性，处于最差工况工作的元件，是实际寿命达不到额定寿命的重要因素。电容降额标准如下：

（8）使用环境

使用环境的好坏，直接影响电容器的性能和寿命。在工作温度较高的环境中，电容器容易产生漏电并加速老化。因此在设计和安装时，因尽可能使用温度系数小的电容器，并远离热源和改善机内通风散热，必要时，应强迫风冷。在寒冷条件下，由于气温很低，普通电解电容器会因电解液结冰而失效，使设备工作失常，因此必须使用耐寒的电解电容器。
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选型的时候，需要考虑试产的情况、同时需要考虑批量生产时的情况

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除了考虑功能和实验室环境，还需要考虑整个生命周期的场景。