背景:電容器是三大被動電子元器件(電阻器、電容器及電感器)之一,在電子元器件產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位,是電子線路中必不可少的基礎(chǔ)電子元器件,在整機(jī)使用的電子元件中,電容器用途最廣泛、用量最大,約占全部電子元件用量的40%。
根據(jù)電容器的制造材料不同,具體可以分為:陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電容器、薄膜電容器等。其中陶瓷電容市場占比達(dá) 43%,位居第一。陶瓷電容是利用高介電常數(shù)的陶瓷作為介質(zhì),其具有穩(wěn)定性好、絕緣性高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn),但是其電容量較小,且易被脈沖電壓擊穿,適用于精密調(diào)諧的高頻振蕩回路。
鋁電解電容市場占比達(dá) 34%,位居第二。鋁電解電容器的優(yōu)點(diǎn)在于:單位體積電容量高于陶瓷電容數(shù)十至上百倍;可做到幾萬μf 甚至幾 f 的超高額定電容量;價(jià)格相比陶瓷電容具有壓倒性優(yōu)勢。但是存在漏電及穩(wěn)定性差等問題,適用于電源濾波或者低頻電路中。
鉭電容器和薄膜電容器的市場占比分為 12%與 8%,其中鉭電容器主要是用于在要求高的電路中代替鋁電解電容器,而薄膜電容器主要應(yīng)用在收錄機(jī)、電子儀器等電路中做電路補(bǔ)償。
鋁電解電容的性能特點(diǎn):
(1) 單位體積內(nèi)所具有的電容量特別大,即比容量非常高. 當(dāng)工作電壓越低時(shí),這方面的特點(diǎn)也就越突出,因此特別造宜于小型化,
(2) 在電容器的工作過程中,具有自動修補(bǔ)或隔絕氧化膜中的疵點(diǎn)所在的性能使氧化膜介質(zhì)隨時(shí)得到加固和恢復(fù)其應(yīng)有的絕緣能力,而不致遭到連續(xù)的累積性破壞,這種性能稱為自愈特性.
(3) 具有單向?qū)щ娦?,即所謂有“極性”。應(yīng)用時(shí)應(yīng)按電源的正、負(fù)方向接入電路,電容器的 陽極(正極)接電源的“ + ”極,陰極(負(fù)極)接電源的“ 一 ”極,如果接錯不僅電容器發(fā)揮不了作用,而且漏電流很大,短時(shí)間內(nèi)芯子就會發(fā)熱,破壞氧化膜,隨即失效損壞.
(4) 工作電壓有一定的上限值。 例如單個(gè)鋁電解電容器的工作電壓一般最高值為600V,縱使今后有進(jìn)一步提高上限值的可能,潛力也是有限的,但這方面的缺點(diǎn)對配合晶體管或集成電路來說,是不重要 的.
(5) 絕緣性能較差。絕緣性能一般均以漏電流的大小來表明,可以說電解電容器是所有類型電容器中的最差者,如高壓大電容量的鋁電解電容器的漏電流可達(dá)1mA以上,相應(yīng)的絕緣電阻尚不足1MΩ。
在實(shí)際應(yīng)用中,如果進(jìn)一步考慮到產(chǎn)品的價(jià)格,則鋁電解電容器的價(jià)格便宜,在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用更顯得有吸引力s
電解電容器電性能參數(shù):
表征電容器電性能的參數(shù)有標(biāo)稱電容量、損耗角正切、額定電壓和絕緣電阻四大基本參數(shù),電解電容器的參數(shù)也不能例外,但由于其性能特點(diǎn),以致在具體數(shù)值上或有所限制,或?qū)ζ淦x標(biāo)稱值的允許誤差有所放寬,或?qū)?shù)的稱謂上有些更改,最明顯的就是以“漏電流”參數(shù)代替“絕緣電阻”參數(shù),現(xiàn)分別說明如下:
1、標(biāo)稱電容量與允許偏差
值的選取是按E6系列的優(yōu)選數(shù)確定的,共計(jì)6個(gè)數(shù),作為標(biāo)稱值系列,即1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8或以上值再乘以10或100或1000等,E6系列的6個(gè)數(shù)值之間約為等比數(shù)列,公比約為,允許偏差為士20%
2、損耗角正切(tgδ)
在交流電路中,實(shí)際電容器必定要消耗掉一小部分有用的訊號功率,在規(guī)定頻率的正弦電壓下,所消耗的有功功率與無功功率的比值稱為損耗角正切,其值約為0.01至0.20視電解電容器的類型、電容量的大小、額定電壓的高低而異,并和溫度、頻率密切有關(guān)。有時(shí)也以百分比表示。
3、漏電流
本參數(shù)表征電解電容器的絕緣質(zhì)量,相當(dāng)于其他類型電容器的絕緣電阻參數(shù)。由于電解電容器的漏電流值與其電容量大小及施加電壓(不能大于額定電壓〉高低密切有關(guān),所以容許最大值應(yīng)小于I=KCU(K為常數(shù))。且漏電流的大小和所處環(huán)境溫度有關(guān),因此測量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度的改變,一般當(dāng)溫度升高10℃,所測值可能會成倍增加。
4、額定電壓
表征在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi),所能施加到電容器上的最高直流工作電壓的系列值,稱為額定電壓.額定電壓雖然不是衡量電容器的測量參數(shù),但因施加到電容器上的工作電壓值與它有密切關(guān)系,一般規(guī)定應(yīng)低于額定電壓值.降低施加電壓,對提高產(chǎn)品的使用壽命常有顯著的作用,后期介紹壽命公式可以更直觀地看出來。