重新全面认识一下电容

一，电容类型穿心电容：


在电视机高频头中由于工作信号频率比较高，同时为防止高频头内部电路工作受外界各种干扰影响，将高频头用金属外壳全封闭起来，但是内部电路与外部电路之间需要引脚连接，这时金属外壳需开孔，这个开孔会降低金属外壳的屏蔽作用，为此可以采用穿心电容来连接金属外壳内外电路的引线。
穿心式或支柱式结构瓷介电容器这类电容器的一个电极就是安装螺钉，具有引线电感极小、频率特性好、介电损耗小、有温度补偿作用等优点，特别适于高频旁路。但是这类电容器容量不能做大，受震动时会引起容量变化。
对于高频信号而言，传统的电解电容表现出来的电抗会比阻抗要小，因此需要选用电感较小的穿心电容。
薄膜电容：

这种电容器结构与纸质电容器相似，只是用聚酯、聚苯乙烯等低损耗材料作介质，所以频率特性好，介电损耗小，但是不能做成大容量的电容器，且耐热能力差。这种电容器用于滤波器、积分、振荡、定时电路等。
其中最主要的特点就是能抗高电压、大电流冲击，在电源中经常看到，比如阻容降压中的电容，安规电容。



纸质电容：


纸电容又称固定电容，其中纸用作电介质，它以电场的形式储存能量。这种电容器的电容范围从0.001到2.000微法到2000V的高压范围。在这个电容器的开始，纸被用作两个铝片之间的电介质但现在塑料等其他材料也被用来代替纸。该电容器在300皮法到4微法的范围内很容易买到，工作电压为600伏。
电解电容：

用两层铝箔作为电容器的正、负极板，在这个正、负极板上分别引出正、负极性引脚。在两铝箔之间用电解纸隔开，使电容器的两极板绝缘。然后，将整个铝箔紧紧地卷起来，浸渍工作电解质(大多为糊状液体)，再用外壳密封起来。

  
电解电容器是固定电容器中的一种，有极性电解电容器由于内部结构的原因，两根引脚有正、负极性之分，使用中不能相互搞反，否则不仅不能起到正常作用，还会引起爆炸。为减轻这种危害，这种电容器上设有防爆口。有极性电解电容器的特点是容量可以做得很大，且容量越大体积越大，漏电流也比较大。
高分子聚合物固体铝电解电容：

用铝极做阳极，在它的下表面用电解工艺制成一层氧化铝绝缘层。采用高分子聚合物薄膜作为固态电解质，由碳衬底及镀银层作为阴极，形成多层结构，外部再用塑料封装。高分子电解电容具有理想的高频低阻抗特性。高分子聚合物固体铝电解电容器的损耗极低，适用于高频滤波，传统电解电容只适合用在低频场景，高频损耗极大。也极佳的温度特性，一般温度从-55℃变到+105℃，电容量仅改变-5%~+8%。高分子电解电容使用铝和导电高分子聚合物材料，因此不会燃烧或冒烟，不爆炸。还具有长寿命、高可靠特点。钽电容：不建议用了，成本高，而且价格波动大，过电压会燃烧也不安全。陶瓷电容：


陶瓷电容器用高介电常数的电容器陶瓷(钛酸钡-氧化钛)材料挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。这种电容器又分高频瓷介和低频瓷介两种。
瓷介电容器又分 1 类电介质（NPO、CCG）；2 类电介质（X7R、2X1）和 3 类电介质（Y5V、2F4）瓷介电容器。
1类瓷介电容器具有温度系数小、稳定性高、损耗低、耐压高等优点。最大容量不超过1 000 pF，主要应用于高频电路中。
2、3类瓷介电容器其特点是材料的介电系数高，容量大（最大可达0.47 μF)、体积小 、 损耗和绝缘性能较1类的差，广泛应用于中、低频电路中作隔直、耦合、旁路和滤波等电容器使用。
独石电容：


独石电容器又称多层陶瓷电容器，它是在若干片陶瓷薄膜坯上敷以电极浆材料，叠合后一次烧结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成的。它具有体积小、容量大、高可靠和耐高温的优点。
各类电容参数对比：

电容参数：
电容的ESR:
电容器损耗是电容器在电路工作过程中因为发热而损耗的能量。

介质损耗又称介质损失，简称介损。绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应。
电容器的极板和引出线都是由金属材料构成的，是金属材料就会有电阻，有电阻就会有损耗。电容器的损耗的关键因素是 ESR,即等效串联电阻。

由于电容器 ESR的存在，纹波电流在ESR上产生压降，造成了电容器两端的纹波电压，这一纹波电压就会加到负载电路中，造成滤波效果的下降，所以电源滤波电路中的滤波电容器需要很小的 ESR愈小滤波效果愈好。而电容器的材料相同时，则容量愈大ESR 愈小，所以滤波首先选择ESR小的材料做的电容，然后尽可能选择容量大的。多只电容并联可以减小ESR。
电容的ESL:
早期的电容器ESL比较大，这是因为电容器制电容器制造过程中采用了卷绕工艺，一个导体一旦卷绕就会出现很大的电感，这时的电容器就会有很高的 ESL。
电容器的 ESL主要引起电容器的串联谐振故障。
漏电流：
电容器两极板之间是高度绝缘的，理想情况下不能通过电流。
但是，任何绝缘体都不是理想的绝缘体，或多或少地存在着电阻，两极之间总会有电荷穿过绝缘物质，只不过数量很少而已，这样电容器两端加上电压后就会有电流流过电容器的两根引脚，这就称为电容器的漏电流。
纹波电流：
纹波电压或纹波电流是指电流中的高次谐波成分，它们是交流成分，会带来电流或电压幅值的大小变化，即在电容器上的电压表现为脉动或纹波电压的波动。由于这是交流成分，所以它会通过电容器并在电容器上发生耗散，如果电流的纹波成分超过了电容器的最大容许纹波电流，会导致电容器损坏。温度是电解电容器寿命的决定性因素因此由纹波电流产生的热损耗将成为电容器寿命的一个关键参考因数。纹波电流为标准频率一般为100~120Hz)的正弦波。
电容的Q值：
电容器的 口值称为电容器的品质因数，它表征了电容器的质量。电容器的口值是随频率变化而变化的。希望电容器的 口值愈大愈好。


电容的容抗：电容具有隔直通交的功能，电容器能够让交流电流通过，但是在交流电频率、电容器容量不同的情况下，电容器对交流电的阻碍作用。


电容的温度系数：电容器温度系数有正有负，所以会有正温度系数的电容器和负温度系数的电容器。电容器的许多参数与温度关系密切。在电路设计中应该注意到温度对电容器的影响，比如寿命，漏电流，绝缘电阻等。电容的用途：
滤波电容：
1，低频滤波

滤波电容 C1的容量越大，对交流成分的容抗越小，使残留在整流电路负载R1上的交流成分越少，滤波效果就越好。
2，高频滤波

同一频率下容量大的电容其容抗小，但是，由于工艺等原因，大容量电容 C1存在感抗特性，在高频情况下C1的阻抗为容抗与感抗的串联，因为频率高，所以感抗大，限制了 C1对高频干扰的滤除作用，所以并联一个小容量低ESL的电容，大容量电容滤除低频干扰，小电容对低频的阻抗大，主要滤除高频干扰。
3，X电容、Y电容

x电容滤除共摸干扰

Y电容滤除差模干扰

X或Y电容器失效后，不会导致电击，也不危及人身安全，为此X电容器和Y电容器都需要取得安全检测机构的认证4，大滤波电容的坏处

电源电路中，从滤波角度上讲，滤波电容的容量越大越好，滤波电容其容量太大对整流电路中的整流二极管是一种危害。在整机电路刚通电的瞬间，整流二极管在交流输入电压的作用下导通，对滤波电容C1开始充电，由于原先 C1两端的电压为 0V，这相当于将整流二极管VD1负极对地短路，因此，这一瞬间流过整流二极管 VD1的电流，也即对滤波电容C1的充电电流非常大。

修改后的电路，接通时，由于电容C1内部原先没有电荷，C1两根引脚之间电压为0V，C1相当于短路，这样，开机瞬间的最大电流(冲击电流)通过C1对滤波电容C2充电。这样，开机时最大的冲击电流没有流过整流二极管VD1，从而达到了保护VD1的目的。开机之后，C1内部很快充到了足够的电荷，这时C1相当于开路，由 VD1对交流电压进行整流。
还可以做缓启动电路：参考插上的时候啪啪啪，就要考虑抑制浪涌电流了
耦合电容：
将有用的交流信号从前级电路输出端传输到后级电路输入端。
由于电容的隔直流通交流特性，前级电路输出的直流成分和交流信号，只有交流信号能够加到后级电路输入端。由于直流成分不能加到后级电路中，这对电路设计和检修都是方便的。凡是电路中见到了耦合电容，那么前后级之间的直流电路是彼此独立的。

C1和R构成对信号的分压电路，分压后信号加到后级放大器中。R电阻很大，C1容抗很小，所以耦合电路对信号几乎无衰减。在R一定时，加大C1容量可以改善低频特性，低频信号通过阻容耦合电路时受到的衰减小，但是 C 大后会增大耦合电容的漏电，从而增大电路噪声，反之则相反。不同工作频率的电路对耦合电容容量的要求是不同的。工作频率高，容抗小，耦合电容容量可以取得小些，反之则要大。在同一工作频率的电路中，后级电路输入电阻高时，耦合电容容量可以取得小些。多级放大器电路中，前级电路的耦合电容容量可以适当取得小些，以减小耦合电容漏电带来的噪声。
放大器的输入电阻R大，有利于改善阻容耦合电路的低频特性，所以许多放大器需要提高输入电阻。
退耦电容电路：
退耦电路通常设置在两级放大器之间，所以只有多级放大器才有退耦电路，这一电路用来消除多级放大器之间的有害交连。
高频消振：

音频放大电路中，电容 C1对高频信号具有强烈负反馈作用，使放大器对高频信号的放大倍数很小，达到消除放大器高频自激的目的。
(1)无直流负反馈。三极管 VT1集电极上直流电压不能通过 C1负反馈到基极，所以C1不存在直流负反馈。
(2)不存在音频负反馈。三极管 VT1构成音频放大器，C1的容量只有100pF，这么小的电容对音频信号的容抗很大而相当于开路，音频信号也就不能通过 C1加到 VT1基极，所以C1对音频信号也不存在负反馈作用。
加速电容：

当输入信号电压U从0V跳变到高电平时，由于电容C1两端的电压不能突变，加到 VT1基极的电压为一个尖顶脉冲，其电压幅值最大，这一尖顶脉冲加到 VT1基极，使 VT1基极电流迅速从零增大到很大，这样 VT1迅速从截止状态进入饱和状态，加速了 VT1的饱和导通，即缩短了 VT1饱和导通时间。
当输入信号电压U从高电平突然跳变到0V时，由于C1上原先充到的电压极性为左+右-，加到 VT1基极电压为负尖顶脉冲即加到 VT1基极的电压为负，加快了VT1从基区抽出电荷的过程，使 VT1 以更快的速度迅速从饱和转换到截止状态。
电容分压：
电阻器可以构成分压电路，电容器也可以构成分压电路

对交流信号可以采用电容进行分压，采用电阻分压电路对交流信号存在较大的损耗，而电容器在分压衰减信号幅度的同时对交流信号的能量损耗小。
温度补偿：

在振荡器电路中，电容的容量大小就决定了振荡器的振荡频率，当电容器的容量因为温度的变化而大小改变时，振荡器的振荡频率就不会稳定。
在这一电路工作原理分析过程中，如果不了解不同材料的电容器具有不同的温度特性，那么就无法分析电路，也无法理解为什么要使用两只等容量小电容进行并联，由此可见，电路分析中了解电子元器件特性相当重要。
火花吸收：
直流电动机M是一个感性负载，在切断电源开关S1的瞬间，由于感性负载突然断电会产生自感电动势，这一电动势很大且加在了开关S1两个触点之间，这会在S1两触点之间产生打火放电现象，损伤开关Sl的两个触点，长时间这样打火会造成开关S1的接触不良故障。

在开关S1断开时:由于R1和C1接在开关S1两触点之间，在开关S1上的打火电动势等于加在 R1和C1的串联电路上。这一电动势通过R1对电容C1充电，C1吸收了打火电能，使开关S1两个触点的电动势大大减小，达到消火花的目的。由于对 C1的充电电流是流过电阻 R1的，所以R1具有消耗充电电能的作用,这样打火的电能通过电阻R1被消耗掉。在这种 RC消火花电路中，一般消火花电容取 0.47μF，电阻取 100Ω。