电容种类大全

作者:孙宇晨 来源:www.5idf.cn 2020-03-18   阅读:

一、 按照结构:固定电容器、可变电容器和微调电容器。

二、 按用途:高频旁路、低频旁路、去耦、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

三、 按介质材料:气体介质电容器、、无机介质电容器、有机介质电容器、液体介质电容器、复合介质电容器、电解电容器等、超级电容器。

四、 按封装:贴片电容器和插装电容器。

五、 按极性:极性电容器和非极性电容器。

一、 按照结构分类:

固定电容:就是电容量固定的电容器。电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。就是我们常用的各种电容器。

可变电容:它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。

微调电容,又叫微变电容。在实际的电路应用中又根据其封装方式的不同分为贴片可调电容(SMD),插件可调电容(DIP);根据制造材料的不同又可分为陶瓷可调电容,PVC可调电容,空气可调电容等。

其实可变电容和微调电容实际项目中很少用到。

二、 按照功能分类:

1)旁路

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2)去耦

去耦,又称解耦。从电路来说, 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大, 驱动电路要把电容充电、放电, 才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候, 电流比较大, 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感)会产生反弹,这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。

去耦电容就是起到一个“电池”的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰,在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。(注:电容和电池的区别,电容是物理现象,电池是化学反应

将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF 或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

3)滤波

从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容滤低频,小电容滤高频。电容的作用就是通交流隔直流,通高频阻低频。电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。

滤波其实是把电容作为已经相对精密的器件在使用了。因为我们在去耦、耦合、储能、旁路等应用的时候,往往关注直流交流,或者关心到频段即可。但是当电容与电感、电阻形成LC、RC滤波电路的时候,我们非常关心容值等参数对滤波结果的影响。所以电容作为滤波电容使用的时候,往往我们非常关注他的稳定性,温度特性,精度,一致性等特性。

4)储能

储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150 000μF 之间的铝电解电容器是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式, 对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。一般超级电容也是用于储能的。

5)耦合交流,隔直流

电容作为耦合的时候作用是阻止直流通过而让交流通过。其实隔直流跟交流耦合功能是同时的。作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。电容接在交流电路中,一个脚接的电路的电压逐渐升高,逐渐在所在的极板集聚电荷,待该脚所接的电路的电压下降时,再将电位高时积聚的电荷返回电路。另端也是如此。电容是绝缘的,整个电容并没有电流通过,但是它随着电位升高、降低而集聚和释放电荷的现象,使人误以为是有电流通过。因此,它能把直流隔离,而交流信号呢,以两端升高和降低电位的形式,耦合过来,传给以下的电路元件。作为耦合电容,它的作用是允许交流信号正常通过,而隔断上一级放大电路的直流电流,使之对下一级放大电路工作点不会产生影响。电容为什么能够使交流电流过而直流电不能流过呢?电容两个极板并没有直流通路,所以直流电不能流过;电容的两个极板能够存储电荷,交流电的正半周给电容充电,负半周时先给电容放电,如此不断的充电和放电,相当于电流流过电容。

6)调谐

LC谐振,在含有电容和电感的电路中,如果电容和电感串联,可能出现在某个很小的时间段内:电容的电压逐渐升高,而电流却逐渐减少;与此同时电感的电流却逐渐增加,电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内:电容的电压逐渐降低,而电流却逐渐增加;与此同时电感的电流却逐渐减少,电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值,电压的降低也可达到一个负的最大值,同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化,此时我们称为电路发生电的振荡。

调谐就是:调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路(或电磁波)发生谐振。其实我们调广播、小时候调电视频道,都是把电容电感谐振电路去调整他的谐振点,让你期望的频率信号放大,而其他频段的信号没有被放大。这样你收到信号信噪比会很好。

三、按介质材料:

气体介质电容器、、无机介质电容器、有机介质电容器、液体介质电容器、复合介质电容器、电解电容器等

我们可以看到一个电极板上储存的电荷Q是结果,由内因和外因决定。内因就是C,电容器本身容纳电量的能力;外因就是外部的电压,外部对电荷施加的压力。同时我们可以看到,相同电压的的情况下,一个电容器能够容纳的电量是一定的,电容的容值表示了这个能力,他是由导体面积S、导体间距d影响着电荷的相互作用力,决定的。同时人们,也发现在两片导体中间,放上不同的物质,也会影响电容值。

中间放什么介质影响电容的特性。所以按照选择不同的介质,电容有很多类别。内容比较多,此文不展开。

四、按照封装:

直插、表贴两个大类。

不管是,直插还是表贴电容。我们在设计PCB、原理图封装的时候,注意极性。

1、区分有极性和无极性的PCB封装和原理图表述。

2、有极性的电容,PCB封装和原理图符号管脚一定要保持一致,不能搞反了。

五、按照极性

分为:有极性、没极性

1、材料和工艺的差异

极性电容:介质就是电容器两极板之间的物质。有极性电容大多采用电解质做介质材料,通常同体积的电容有极性电容容量大。另外,不同的电解质材料和工艺制造出的有极性电容同体积的容量也会不同。再有就是耐压和使用介质材料也有密切关系。

无极性电容:无极性电容介质材料也很多,大多采用金属氧化膜、涤纶等。由于介质的可逆或不可逆性能决定了有极、无极性电容的使用环境。

有的材料的电容,既有有极性的,也有无极性的,比如钽电容。无极性的钽电容非常少见,有极性的非常多见。

2、性能和用途的差异

极性电容:性能就是使用的要求,需求最大化就是使用的要求。如果在电视机里电源部分用金属氧化膜电容器做滤波的话,而且要达到滤波要求的电容器容量和耐压。机壳内恐怕也就只能装个电源了。所以作为滤波只能使用有极性电容,有极性电容是不可逆的。就是说正极必须接高电位端,负极必须接低电位端。一般电解电容在1微法拉以上,做偶合、退偶合、电源滤波等。

无极性电容:无极性电容大多在1微法拉以下,参与谐振、偶合、选频、限流、等。当然也有大容量高耐压的,多用在电力的无功补偿、电机的移相、变频电源移相等用途上。

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