摘要:簡要討(tǎo)論了(le)電容器的(de)特性、分(fēn)類及其參數對(duì)工作狀态的(de)影(yǐng)響, 并結合美(měi)國 CDE 公司的(de)産品, 說明(míng)了(le)在電容器選型時(shí)容易忽略的(de)問題。
1、簡介：
電容器是應用(yòng)最廣的(de)無源電子元件之一，被廣泛用(yòng)于濾波、旁路、退藕、隔直、藕合、吸收、儲能、補償、振蕩、微分(fēn)、積分(fēn)以及定時(shí)、分(fēn)壓、電源變換等場(chǎng)Z口0 依據電容器的(de)介質、結構形式、安裝方式、及用(yòng)途的(de)不同，其分(fēn)類，基本上可(kě)概括爲: (1)普通(tōng)用(yòng)途直播式電容器包括所有應用(yòng)于信号采集，加工處理(lǐ)，控制輸出及線性電源等各種功能電路中的(de)各種電容，如電解、陶瓷、薄膜、雲母電容等。其特點是低電壓、小電流; (2)普通(tōng)用(yòng)途表貼式電容器其應用(yòng)特點與第一類電容器大(dà)緻相同，所不同的(de)是體積小和(hé)貼面安裝，更适合小型和(hé)微型電子産品; (3)電力電容器包括工業級各種移相電容、并聯電容、電熱(rè)電容和(hé)馬達電容等。其特點是高(gāo)電壓、大(dà)電流; (4)電力電子電容器包括所有電源變換用(yòng)電容。其特點是高(gāo)電壓、大(dà)電流、高(gāo)頻(pín)率。
2、電容器的(de)參數：
電容器的(de)品質是由它的(de)參數來(lái)描述的(de)，爲此，可(kě)用(yòng)以下(xià)參數來(lái)描述電容器的(de)品質:
(1)标稱容量及誤差如果要求精w,須選擇哈當品和(hé)誤差;
(2)額定工作電壓這(zhè)是指在不超過額定的(de)任意溫度下(xià)，電容器可(kě)持續承受的(de)最大(dà)直流電壓，或最大(dà)交流電壓有效值，或脈沖電壓峰值。選擇時(shí)須注意，即使是在直流電路中，也(yě)叠加有交流紋波電壓，其和(hé)應當小于電容器額定工作電壓，并應留有餘量;
(3)耗角正切tgs由于等效串聯電阻R:的(de)存在，它要消耗有功，使電容器發熱(rè)。電容器會因過熱(rè)而失效，尤其是在高(gāo)頻(pín)工況下(xià)，所以，tgs值應選小一些;
(4)溫度特性包括電容器的(de)工作溫度範圍，額定工作溫度和(hé)溫度曲線。一般正額定工作溫度有85℃和(hé)105℃兩擋，高(gāo)溫電容可(kě)到125°C。需要在低溫環境下(xià)工作的(de)還(hái)應當注意負額定工作溫度;
(5)頻(pín)率特性電容器阻抗的(de)屬性會随頻(pín)率而變化(huà)，低頻(pín)段呈現容性，高(gāo)頻(pín)段呈現感性，諧振時(shí)呈現阻性。随電源頻(pín)率的(de)升高(gāo)，電容器的(de)阻抗和(hé)介質損耗都會增大(dà)。所以，在高(gāo)頻(pín)電路應用(yòng)時(shí)，要盡量選擇等效串聯電阻e. s.r.和(hé)等效串聯電感e. s. l.小的(de)産品，而且希望在工作頻(pín)段内頻(pín)率曲線平坦些好;
(6)絕緣電阻可(kě)反映額定工況下(xià)流過電容器漏電流的(de)大(dà)小。若絕緣電阻小，則漏電流大(dà)，電容器發熱(rè)加劇，将加速其老化(huà)失效。極端情況下(xià)，會使介質擊穿，導緻電容器永久性損壞;
(7)使用(yòng)壽命一般标注爲h/ C，其意義是在額定工作溫度下(xià)的(de)使用(yòng)小時(shí)數。如果工作溫度低于額定值，使用(yòng)壽命會相應延長(cháng)。
還(hái)有其他(tā)一些參數，在此不一一例舉。
3、美(měi)國CDE電容器：
美(měi)國CDE電容( CORNELL DUBILIER)公司的(de)電容器有表面安裝(Surface Mount簡稱SMT)電容，電解電容，薄膜電容，雲母電容，脈沖高(gāo)頻(pín)電容，馬達電容等大(dà)類，數十個(gè)品種，上百個(gè)規格。
(1)SMT表貼類有圓柱形鋁電解電容，片狀鋁聚合物(wù)電容，片狀雲母電容和(hé)片狀PPS膜電容等品種。其特點是:①高(gāo)效率。一隻ESRE型電容能代替3隻以上鈕電容或鋁電解電容;②高(gāo)容量。AFK型容量可(kě)達6800.F;③低阻抗。ESRD型在100kHz頻(pín)點時(shí)的(de)等效串聯電阻e. s, r.10m，較鈕電容低得(de)多(duō)，其抑制紋波電流的(de)能力和(hé)高(gāo)頻(pín)阻抗特性成倍提高(gāo)，特别适合于在高(gāo)頻(pín)段工作;④超高(gāo)工作溫度。ESRH型額定工作溫度可(kě)達125 °C;⑤長(cháng)壽命。ES-RD型在45℃工作溫度下(xià)使用(yòng)壽命長(cháng)達50年;⑥超小體積。圓柱形鋁電解電容其外形尺寸最小爲3.3x4 .5x5 .4(mm)。
這(zhè)些品質優秀的(de)SMT表面安裝電容的(de)應用(yòng)會越來(lái)越廣泛，并在我國電子産品向著(zhe)微型化(huà)方向發展的(de)進程中起著(zhe)積極的(de)促進作用(yòng)。
(2)CDE電解電容主要是指在電力電子電路中應用(yòng)的(de)電解電容。電力電子電容器其特點是高(gāo)電壓、大(dà)電流、高(gāo)頻(pín)率。電壓高(gāo)不僅會使電容器漏電流增大(dà)，發熱(rè)加劇，而且還(hái)可(kě)能擊穿介質造成永久性損壞。電流大(dà)對(duì)直流電源紋波濾除的(de)要求也(yě)高(gāo)，從而需要電容器的(de)容量也(yě)大(dà)，漏電流相應也(yě)會大(dà)些，而且對(duì)溫度特性還(hái)有更高(gāo)的(de)要求。電容器對(duì)電源頻(pín)率十分(fēn)依賴，一般低頻(pín)用(yòng)電解電容頻(pín)率在lOkHz時(shí)便開始呈現電感性，因而會使電容器的(de)阻抗和(hé)損耗角正切值tg8增大(dà)。
爲此，在電力電子電路中，選擇等效串聯電阻e. s. r.和(hé)等效串聯電感e.s.l.小的(de)且頻(pín)率曲線平坦的(de)電解電容是極爲重要的(de)。 CDE電解電容的(de)特點是:①超大(dà)容量。DCMC型容量高(gāo)達270萬微法;②高(gāo)電壓。550C型額定工作電壓可(kě)達SSOV;③高(gāo)工作溫度和(hé)超寬的(de)溫度範圍。125型的(de)工作溫度範圍可(kě)從一55℃到125 0C ;④低阻抗。101C型的(de)等效串聯電阻e.s.r.低到2. SxnSZ;⑤低電感，高(gāo)頻(pín)率。350型的(de)等效串聯電感e.s.l.小于lOnH，工作頻(pín)率超過200kHz;⑥高(gāo)抑制紋波電流能力。SSOC型能抑制lOSA的(de)紋波電流;⑦超長(cháng)壽命。381 EL型在105℃及額定紋波電流下(xià)壽命可(kě)達7000小時(shí)，若在65℃工作溫度下(xià)，壽命可(kě)長(cháng)到10萬小時(shí)。此外，101 C和(hé)125等品種都是軍用(yòng)品或超級工業品，經受了(le)十分(fēn)苛刻的(de)挑選和(hé)極爲嚴酷的(de)考驗。優秀的(de)品質使其廣泛應用(yòng)于開關電源、變頻(pín)電源,UPS電源、電子焊接電源以及其他(tā)各種形式的(de)逆變電源。
(3)脈沖高(gāo)頻(pín)電容是CDE電容的(de)又一特色産品，主要用(yòng)作逆變電路中開關元件的(de)過電壓吸收，分(fēn)引線式和(hé)模塊式兩類。CDE脈沖高(gāo)頻(pín)電容特點是:①高(gāo)電壓。SCT型電容模塊工作電壓2000V,940C和(hé)941C型引線電容工作電壓高(gāo)達3000 V ;②低電感量，低介質損耗。電容模塊的(de)等效串聯電感e. s. 1.
此外，電容模塊還(hái)具有自修複能力，并直接安裝在開關元件上，減小了(le)接線電感。SCM和(hé)SCC型還(hái)封裝了(le)相匹配的(de)緩沖二極管，使緩沖電路的(de)性能得(de)到了(le)更進一步提高(gāo)。 根據電路的(de)不同需要，合理(lǐ)選擇電容器，是保證電路功能正常發揮的(de)必要條件。需要提醒的(de)是，在選擇參數時(shí)一定要留有餘量，讓電容器安全地工作。
4、結束語：
電容器的(de)品質直接影(yǐng)響到它的(de)工作狀态，從而關系到電路功能的(de)發揮。電容器選擇得(de)合理(lǐ)，對(duì)保證電路正常運行有著(zhe)十分(fēn)重要的(de)意義。美(měi)國CDE公司的(de)電容器具備高(gāo)效、高(gāo)容、低阻抗、超高(gāo)溫、長(cháng)壽命等特點，相信它對(duì)您的(de)應用(yòng)選型必定有所幫助。
