電容器的定義課件

CROWN培訓課程

電容器的定義所謂電容器就是能夠儲存電荷的“容器”。只不過這種“容器”是一種特殊的物質(zhì)——電荷，而且其所存儲的正負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/UC=ε0εrS/D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重要應(yīng)用領(lǐng)域，同電池等儲能元件相比，電容器可以瞬時充放電，并且充放電電流基本上不受限制，可以為熔焊機、閃光燈等設(shè)備提供大功率的瞬時脈沖電流。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。1隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。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：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐?濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動波，接近于直流。4溫度補償：針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩(wěn)定性。5計時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數(shù)。6調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機、收音機、電視機。7整流：在預(yù)定的時間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。8儲能：儲存電能，用于必須要的時候釋放。例如相機閃光燈，加熱設(shè)備等等。（如今某些電容的儲能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準，一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天。2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，這個參數(shù)一般用漏電流來表征。漏電流的計算公式是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μAESR：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。在此不一一細講。

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足的發(fā)展，對電解電容器構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)和威脅。5、國產(chǎn)電容器的命名第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。第二部分：材料，用字母表示。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-聚丙烯薄膜部分：序號，用數(shù)字表示。第三部分：分類，一般用數(shù)字表示。薄膜電容：材料后面的第一個數(shù)字1表示箔式有感。2表示金屬化。6表示交流。8表示高壓第四部分：序號，用數(shù)字表示。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:材料后面的第一個數(shù)字1表示圓片型。4表示獨石型。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，年平均增長率高達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、整機電路的改進和在高壓、高頻、長壽命、小容量應(yīng)用領(lǐng)域中其它電容器（如多層獨石陶瓷電容器、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、完善和創(chuàng)新。尤其是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，社會需求的提高，環(huán)境的改善，新型整機的誕生，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萎縮，而且還具有更強的生命力和更廣闊的發(fā)展空間，會有更快的增長速度。電解電容的缺點

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于容量下鋁箔及接點本身的電阻所形成此內(nèi)電阻在等價電路上為串聯(lián)電阻亦即影響逸散因子的因素。在大電流充放電時，可能會引致發(fā)熱等現(xiàn)象。

靜電容量誤差大：因為電解電容器的大部分電容量是依靠鋁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，而此二者不管在進行處理或使用時，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示值的-20％到+80％。為此項缺陷在電源電路中并無所影響。

漏電流大：主要是因為介質(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。

長期儲存后，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（不能獨立于正極箔存在）+電解紙（浸有電解液）+負極箔+外殼+膠塞+引線+套管第一步：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?/p>

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：將鉭粉和有機溶劑摻雜在一起，按照一定的形狀加壓成形，同時埋入鉭引線。第二步：在2000度以上的真空高溫環(huán)境下，將摻雜有機溶劑的鉭粉在真空中進行燒結(jié)變成類似于海綿的狀態(tài)，同時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)個小孔當中。假如這里直接使用固體的二氧化錳，就無法達到這種效果，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，因其溶點很低，就可以直接將其熔解然后放進去。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，增強它的導(dǎo)電性。（2）電容器外殼、輔助引出端子與正、負極以及電路板間必須完全隔離；（3）當電容器套管的絕緣不能保證時，在有絕緣性能特定要求的地方請不要使用；（4）請不要在下述環(huán)境下使用電容器：a)直接與水、鹽水及油類相接觸、或結(jié)露的環(huán)境；b)充滿有害氣體的環(huán)境（硫化物、H2SO3、HNO2、Cl2、氨水等）；

c)置于日照、O3、紫外線及有放射性物質(zhì)的環(huán)境；d)振動及沖擊條件超過了樣本及說明書的規(guī)定范圍的惡劣環(huán)境；（5）在設(shè)計電容器的安裝時，必須確認下述內(nèi)容：

a)電容器正、負極間距必須與線路板孔距相吻合；

b)保證電容器防爆閥上方留有一定的空間；

c)電容器防爆閥上方盡量避免配線及安裝其他元件；

d)電路板上，電容器的安裝位置，請不要有其他配線；

e)電容器四周及電路板上盡量避免設(shè)計、安裝發(fā)熱元件；（6）另外，在設(shè)計電路時，必須確認以下內(nèi)容：

a)溫度及頻率的變化不至于引起電性能變化；

b)雙面印刷板上安裝電容器時，電容器的安裝位置避免多余的基板孔和過孔；c)兩只以上電容器并聯(lián)連接時的電流均衡；

d)兩只以上電容器串聯(lián)連接時的電壓均衡。2．元件安裝（1）安裝時，請遵守以下內(nèi)容：a)為了對電容器進行點檢，測定電氣性能時，除了卸下的電容器，裝入機器中通過電的電容器請不要再使用；

b)當電容器產(chǎn)生再生電壓時，需通過約1KΩ左右的電阻進行放電；c)期保存的電容器，需通過約1KΩ左右的電阻加壓處理；d)確認規(guī)格（靜電容量及額定電壓等）及極性后，再安裝；

e)不要讓電容器掉到地上，掉下的電容器請不要再使用；

f)變形的電容器不要安裝；

g)電容器正、負極間距與電路板孔距必須相吻和；

h)自動插入機的機械手力量不宜過大；（2）焊接時，請確認下面內(nèi)容：

a)注意不要將焊錫附著在端子以外；

b)焊接條件（溫度、時間、次數(shù)）必須按規(guī)定說明執(zhí)行；

c)不要將電容器本身浸入到焊錫溶液中；

d)焊接時，不要讓其他產(chǎn)品倒下碰到電容器上；（3）焊接后的處理應(yīng)不產(chǎn)生以下的機械應(yīng)力：

a)電容器發(fā)生傾倒、扭轉(zhuǎn)；

b)電容器碰到其他線路板；c)使其它物體碰撞到電容器；3.組裝使用（1）組裝使用中，請遵守以下內(nèi)容：電容器的端子間不要直接接觸，另外，不要讓導(dǎo)體物質(zhì)引起正負極短路；（2）請確認所安裝電容器所處環(huán)境

a）不要與水或油污接觸或處于結(jié)露狀態(tài)

b）不要讓日光、O3、紫外線及放射線直接照射到電容器上

c）不要處于充滿有害氣體的環(huán)境（硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氨水、Cl2等）

d）震動及沖擊不要超過樣本或規(guī)格說明中規(guī)定值；4.保守點檢工廠企業(yè)用的電容器，必須定期點檢，定期點檢項目包括外觀檢查及電性能的測試；

5.意外情況（1）組裝使用過程中，如電容器防爆閥打開，請切斷組裝主電源或拔下電源線插頭；（2）電容器防爆閥動作時，因有超過100℃高溫氣體噴出，臉不要接近。噴出的氣體進入眼睛時，立即用水清洗