【元器件】电容选型指南

电容选型

基础知识
- 电容器分类
- 电容器型号命名方法
- 主要性能指标
- - (1)标称电容量
  - (2)允许误差
  - (3)额定电压
  - (4)绝缘电阻
  - (5)耗损
  - (6)寿命
- 电容器的作用
- - （1）型号
- 电容器的选型及作用
- - （1）型号
  - （2）精度
  - （3）额定工作电压
  - （4）绝缘电阻
  - （5）温度系数
  - （6）频率特性
  - （7）降额
  - (8)使用环境

最近使用电容较多，但是但是很多参数不知道如何选择，下面搜集整理了一些资料，用作今后知识复盘

引言：从电容器分类、命名方法、性能指标入手，到在电路中的作用，学习电容器选型及应用
电容器，简称（Capacitor，通常用C表示）是电子设备中大量使用的电子元器件之一，应用于电路中，起到隔直流通交流、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面

基础知识

电容器分类

电容器种类繁多，分类方式有很多种

	电容器的分类
按结构分类	固定电容、可变电容、微调电容
按电解质分类	有机介质电容器、无机介质电容器、气体介质电容器、电解质电容等
按材料分类	瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容、聚丙烯电容

电容器型号命名方法

电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）：
第一部分（主称）：用字母表示，电容器用C
第二部分（材料）：用字母表示
第三部分（特征）：用数字表示，个别用字母表示
第四部分（序号）：用数字表示

主要性能指标

(1)标称电容量

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，法拉这个单位并不常用，因为电容器的容量往往比1F小得多。
常用的电容单位有：微法（uf）、纳法（nf）、皮法（pf）。

	递推关系
1F	1000mF
1mF	1000uF
1uF	1000nF
1nF	1000pF

一般情况下，电容器都直接写出容量，或者用数字来标志容量。

单位标注
电容量＜10000pf	用pf做单位
电容量＞10000pf	用uf做单位
100pf＜电容量＜1uf	不注明单位。没有小数点是pf，有小数点是uf

例如：332,即3300pf，2位33后0的个数

(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

在规定的工作温度范围内，电容器可长期可靠工作，它能承受的最高直流电压有效值，就是电容器的耐压，也叫作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，所加的交流电压最高不能超过电容器的直流工作电压值。
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

(4)绝缘电阻

直流电压加在电容上，并产生漏电流，直流电压/漏电流=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寿命，而且会影响电路的工作。

(5)耗损

电容器在电场作用下，在单位时间内因发热所损耗的能量叫做耗损。
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，电容的损耗以漏导耗损形式存在，一般较小；在交变电场的作用下，电容的好心不仅与漏导有关，而且与周期的极化建立过程有关。

(6)寿命

影响电容器的寿命有很多，比如过电压、逆电压、高温、极速放电等。正常情况下，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。

电容器的作用

（1）型号

电容器的基本作用就是充电与放电，但由基本作用延伸出来很多电路现象，使得电容器有着不同的用途


耦合	允许交流信号通过并传输到下一级电路，隔直流通交流
旁路	为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路
滤波	滤波电容将一定频段内的信号从总信号中滤除
温度补偿	针对其他元件对温度的适应型不够带来的影响，进行补偿，改善电路的稳定性
计时	电容器与电阻器配合使用，电容起控制时间常数的大小
调谐	对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机
整流	在预定的时间开或关闭半导体开关元件
储能	储存电能，用于需要的时候释放，比如相机闪光灯，加热设备

电容器的选型及作用

（1）型号

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1-22uf的电解电容器；
       旁路电容根据电路工作频率来选，如在低频电路中，发射极旁路电容选用电解电容器，容量在10-220uf之间；
       在中频电路中可选用0,01-0.1uf的纸介、金属化纸介、有机薄膜电容器；
       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。

（2）精度

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的要求，选用时可根据设计值，选用相近容量或略大些的电容器。但在另一些电路中，如振荡电路、延时电路、音调控制电路中，电容器的容量就应尽可能和计算值一致。
在各种滤波器和各种网络中，对电容器的精度有更高的要求，应选用高精度的电容器来满足的要求。

（3）额定工作电压

电容器的额定工作电压，并留有足够余量，以防因电压波动而导致电压损坏。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%。
       在某些电路中，电压波动幅度较大，可留有更大的余量。
       有极性的电容器不能用于交流电路。
       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。
       一般来说，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，应尽量原理发热元件（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。
       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，但电容器对他们的要求往往比较高，因此选择额定工作电压时仍应留有一定的余量，也应注意环境工作温度的影响。

（4）绝缘电阻

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，而其温度的升高，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。
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、振荡电路等电路中，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。

（5）温度系数

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。杂合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，以渠道包其能稳定工作。

（6）频率特性

在高频应用中，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，纸介质的分布电感会使高频放大器昌盛超高频寄生反馈，是电路不能正常工作，所以选用高频电路的电容器时，一定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影响。

（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，应尽可能使用温度系数小的电容器，并原理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，使设备工作正常，因此必须使用耐寒的电解电容器。