電容器知識(shí)
??所謂電容器就是能夠儲(chǔ)存電荷的“容器”。只不過這種“容器”是一種特殊的物質(zhì)——電荷，而且其所存儲(chǔ)的正負(fù)電荷等量地分布于兩塊不直接導(dǎo)通的導(dǎo)體板上。至此，我們就可以描述電容器的基本結(jié)構(gòu)：兩塊導(dǎo)體板（通常為金屬板）中間隔以電介質(zhì)，即構(gòu)成電容器的基本模型。 C=Q/U C=ε0εr S/D
??2、 電容器的作用
??電容器在電子線路中的作用一般概括為：通交流、阻直流。電容器通常起濾波、旁路、耦合、去耦、轉(zhuǎn)相等電氣作用，是電子線路必不可少的組成部分。在集成電路、超大規(guī)模集成電路已經(jīng)大行其道的今天，電容器作為一種分立式無源元件仍然大量使用于各種功能的電路中，其在電路中所起的重要作用可見一斑。作貯能元件也是電容器的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，同電池等儲(chǔ)能元件相比，電容器可以瞬時(shí)充放電，并且充放電電流基本上不受限制，可以為熔焊機(jī)、閃光燈等設(shè)備提供大功率的瞬時(shí)脈沖電流。電容器還常常被用以改善電路的品質(zhì)因子，如節(jié)能燈用電容器。
??2 隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。
??2 旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。
??2 耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路
??2 濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波，接近于直流。
??2 溫度補(bǔ)償：針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。
??2 計(jì)時(shí)：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時(shí)間常數(shù)。
??2 調(diào)諧：對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。
??2 整流：在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。
??2 儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。（如今某些電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能可以供一個(gè)手機(jī)使用一天。
??3、 電容器的基本參數(shù)
??電容量:通常以120Hz下數(shù)字電橋測(cè)定的數(shù)值為準(zhǔn),指電容器的大小
??損耗角正切值：通常以120Hz下數(shù)字電橋測(cè)定的數(shù)值為準(zhǔn)，指在規(guī)定頻率的正弦電壓下，通過電容器的有功功率跟無功功率的比值。
??工作電壓（WV）：工作電壓(working voltage)簡(jiǎn)稱WV，為絕對(duì)安全值；若是surge voltage(簡(jiǎn)稱SV或Vs)，就是涌浪電壓或崩潰電壓;，超過這個(gè)電壓值電容會(huì)爆！根據(jù)國際IEC 384-4規(guī)定，低於315V時(shí)，Vs=1.15×Vr，高於315V時(shí)，Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪電壓，Vr是額定電壓(rated voltage)。
?? 絕緣電阻：絕緣電阻則是電容器隔離直流作用的數(shù)值化表征，希望電容器的絕緣電阻越高越好。在電解電容，這個(gè)參數(shù)一般用漏電流來表征。漏電流的計(jì)算公式是I=KCV,K 是系數(shù)，不同品種的電容有不同的系數(shù)，象CD11是0.03或0.02，而CD110是0.01。該公式得出的數(shù)值單位為μA
??ESR：串聯(lián)等效電阻，包括引線和鋁箔的接觸電阻、電解液的電阻等
??其他參數(shù)：擊穿電壓、允許通過的最大紋波電流、使用的溫度范圍、溫度系數(shù)、頻率特性等。在此不一一細(xì)講。
??4、 電容器的分類
??根據(jù)介質(zhì)的不同，同時(shí)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的具體情況，我們把電容器簡(jiǎn)單分為三類
??第一類：電解類
??電解電容器是指在鋁、鉭、鈮、鈦等閥金屬的表面采用陽極氧化法生成一薄層氧化物作為電介質(zhì)，以電解質(zhì)作為陰極而構(gòu)成的電容器。目前最常用的電解電容有鋁電解和鉭電解。
??廣義上講，電解質(zhì)包括電解液、二氧化錳、有機(jī)半導(dǎo)體TCNQ、導(dǎo)體聚合物（PPy、PEDT）、凝膠電解質(zhì)PEO等。后面的幾種是目前比較尖端的電容器。
??注意：電解質(zhì)和電介質(zhì)的不同。
??第二類：薄膜類
??以往的紙介電容器、塑料薄膜電容器多用板狀或條狀的鋁箔作為電極，現(xiàn)在，大多采用真空蒸鍍的方式在電容器紙、有機(jī)薄膜等的表面涂覆金屬薄層作為電極。由于金屬化形式的出現(xiàn)，該類電容器在小型化和片式化方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)電解電容器構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)和威脅。
??第三類：瓷介類
??陶瓷電容器采用鈦酸鋇、鈦酸鍶等高介電常數(shù)的陶瓷材料作為電介質(zhì)，在電介質(zhì)的表面印刷電極漿料，經(jīng)低溫?zé)Y(jié)制成。陶瓷電容器的外形以片式居多，也有管形、圓片形等形狀。????
??5、 國產(chǎn)電容器的命名
??電容器的名字一般有四部分
??第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。
??第二部分：材料，用字母表示。
??第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個(gè)別用字母表示。
??第四部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。
??用字母表示產(chǎn)品的材料：A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復(fù)合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機(jī)薄膜、N-鈮電解、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介、BB- 聚丙烯薄膜
??CCG10A-2 C C 1 CT 4
?? 電容器 小圓片 獨(dú)石
?? 高頻瓷 高頻瓷 低頻瓷
?? 高功率 電容 電容
??高頻高功率電容器
??數(shù)字含義：
??電解方面各廠家有不同的使用方法，不一而足。
??薄膜電容：材料后面的第一個(gè)數(shù)字1表示箔式有感2表示金屬化6表示交流8表示高壓
??瓷介電容: 材料后面的第一個(gè)數(shù)字1表示圓片型4表示獨(dú)石型8表示高壓
??6、 關(guān)于電解的一些情況
??電容器是使用最廣，用量最大，且不可取代的電子元件，其產(chǎn)量約占電子元件的40％，而鋁電解電容器又占三大類電容器（電解電容器、陶瓷電容器、有機(jī)薄膜電容器）產(chǎn)量的36.8％。電解電容器是10年來我國發(fā)展速度最快的元件之一，目前，國內(nèi)電解電容器的年生產(chǎn)總量接近250億只，年平均增長(zhǎng)率高達(dá)28％，占全球電解電容器產(chǎn)量的1/3。在發(fā)展過程中，鋁電解電容器也有來自集成電路、整機(jī)電路的改進(jìn)和在高壓、高頻、長(zhǎng)壽命、小容量應(yīng)用領(lǐng)域中其它電容器（如多層獨(dú)石陶瓷電容器、金屬化薄膜電容器、鉭電解電容器等）的相互滲透。鋁電解電容器自身也在不斷改進(jìn)、完善和創(chuàng)新。尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)需求的提高，環(huán)境的改善，新型整機(jī)的誕生，使小型化、片式化和中高壓大容量鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，需求量越來越大。因此，鋁電解電容器不僅不會(huì)萎縮，而且還具有更強(qiáng)的生命力和更廣闊的發(fā)展空間，會(huì)有更快的增長(zhǎng)速度。
??電解電容的特點(diǎn)
??電解電容器特點(diǎn)一：?jiǎn)挝惑w積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍。
??電解電容器特點(diǎn)二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬μf甚至幾f（但不能和雙電層電容相比）。
??電解電容器特點(diǎn)三：價(jià)格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備，可以大規(guī)模生產(chǎn)，成本相對(duì)比較低。
??電解電容的缺點(diǎn)
??內(nèi)部損耗大：此主要是由于電解液所形成的電阻 加上相對(duì)于容量下鋁箔及接點(diǎn)本身的電阻所形成 此內(nèi)電阻 在等價(jià)電路上為串聯(lián)電阻亦即影響逸散因子的因素。在大電流充放電時(shí)，可能會(huì)引致發(fā)熱等現(xiàn)象。
??靜電容量誤差大：因?yàn)殡娊怆娙萜鞯拇蟛糠蛛娙萘渴且揽夸X箔表面凹凸不平的曲面及電解形成的氧化膜介質(zhì)所形成，而此二者不管在進(jìn)行處理或使用時(shí)，性質(zhì)均不安定，使得許多電解質(zhì)電容器的容量誤差為標(biāo)示值的-20％到+80％。為此項(xiàng)缺陷在電源電路中并無所影響。
??漏電流大：主要是因?yàn)榻橘|(zhì)特性的關(guān)系，此在使用于交連等需要隔絕直流之處宜特別注意。
??長(zhǎng)期儲(chǔ)存后，漏電流有增大及容量降低之傾向：此乃由于氧化鋁膜長(zhǎng)期浸漬在電解液中，使鋁膜的介質(zhì)特性劣化所致，但可于施加電壓若干時(shí)間后恢復(fù)之。
??電解電容的構(gòu)造和生產(chǎn)過程（以普通得引線鋁電解和引線鉭電解為例）
??a、鋁電解的構(gòu)造和生產(chǎn)過程
??鋁電解基本由正極箔+氧化膜（不能獨(dú)立于正極箔存在）+電解紙（浸有電解液）+負(fù)極箔+外殼+膠塞+引線+套管 （可參看實(shí)物）
??第一步：鋁箔的腐蝕:增加面積幾十到幾百倍，凹凸不平
??第二步：氧化膜形成工藝：形成具有單向?qū)щ娦缘难趸?br />
??第三步：鋁箔的切割
??第四步：引線的鉚接
??第五步：電解紙的卷繞
??第六步：電解液的浸漬
??第七步：裝配：加鋁殼跟膠塞
??第八步：卷邊：加套管
??第九步：老化：額定電壓跟額定溫度下
??b、鉭電容的構(gòu)造和生產(chǎn)過程
??固體鉭電解基本由鉭粉（正極）+氧化膜（不能獨(dú)立于鉭粉存在）+二氧化錳+銀粉+石墨+環(huán)氧樹脂+引線
??第一步：將鉭粉和有機(jī)溶劑摻雜在一起，按照一定的形狀加壓成形，同時(shí)埋入鉭引線。
??第二步：在2000度以上的真空高溫環(huán)境下，將摻雜有機(jī)溶劑的鉭粉在真空中進(jìn)行燒結(jié)變成類似于海綿的狀態(tài)，同時(shí)和引線真正地融合在一起。
??第三步：將海綿狀的鉭，泡在磷酸溶液里面電解，氧化后表面即生成五氧化二鉭。五氧化二鉭的介電常數(shù)非常高，在27左右，性能高于鋁電解電容的三氧化二鋁介質(zhì)（介電常數(shù)7左右）。
??第四步：將液態(tài)的硝酸錳加入鉭塊，然后將其在水蒸汽（催化劑）環(huán)境中進(jìn)行熱分解，分別成二氧化錳與二氧化氮。硝酸錳吸附性好，生成的二氧化錳可以完全吸附在海面狀鉭塊內(nèi)部的無數(shù)個(gè)小孔當(dāng)中。假如這里直接使用固體的二氧化錳，就無法達(dá)到這種效果，這就是為什么二氧化錳只能在制造過程中得到的原因。假如使用PPY/PEDT等固體聚合物，因其溶點(diǎn)很低，就可以直接將其熔解然后放進(jìn)去。
??第五步： 最后要將銀粉和石墨涂在二氧化錳的表面上，減少它的ESR，增強(qiáng)它的導(dǎo)電性。
??第六步： 加入外引線，然后用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-12-13
