背景:电容器是三大被动电子元器件(电阻器、电容器及电感器)之一,在电子元器件产业中占有重要的地位,是电子线路中必不可少的基础电子元器件,在整机使用的电子元件中,电容器用途最广泛、用量最大,约占全部电子元件用量的40%。
根据电容器的制造材料不同,具体可以分为:陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电容器、薄膜电容器等。其中陶瓷电容市场占比达 43%,位居第一。陶瓷电容是利用高介电常数的陶瓷作为介质,其具有稳定性好、绝缘性高、耐高压等优点,但是其电容量较小,且易被脉冲电压击穿,适用于精密调谐的高频振荡回路。
铝电解电容市场占比达 34%,位居第二。铝电解电容器的优点在于:单位体积电容量高于陶瓷电容数十至上百倍;可做到几万μf 甚至几 f 的超高额定电容量;价格相比陶瓷电容具有压倒性优势。但是存在漏电及稳定性差等问题,适用于电源滤波或者低频电路中。
钽电容器和薄膜电容器的市场占比分为 12%与 8%,其中钽电容器主要是用于在要求高的电路中代替铝电解电容器,而薄膜电容器主要应用在收录机、电子仪器等电路中做电路补偿。
铝电解电容的性能特点:
(1)单位体积内所具有的电容量特别大,即比容量非常高. 当工作电压越低时,这方面的特点也就越突出,因此特别造宜于小型化,
(2)在电容器的工作过程中,具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点所在的性能使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力,而不致遭到连续的累积性破坏,这种性能称为自愈特性.
(3)具有单向导电性,即所谓有“极性”。应用时应按电源的正、负方向接入电路,电容器的 阳极(正极)接电源的“ + ”极,阴极(负极)接电源的“ 一 ”极,如果接错不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内芯子就会发热,破坏氧化膜,随即失效损坏.
(4)工作电压有一定的上限值。 例如单个铝电解电容器的工作电压一般最高值为600V,纵使今后有进一步提高上限值的可能,潜力也是有限的,但这方面的缺点对配合晶体管或集成电路来说,是不重要 的.
(5)绝缘性能较差。绝缘性能一般均以漏电流的大小来表明,可以说电解电容器是所有类型电容器中的最差者,如高压大电容量的铝电解电容器的漏电流可达1mA以上,相应的绝缘电阻尚不足1MΩ。
在实际应用中,如果进一步考虑到产品的价格,则铝电解电容器的价格便宜,在消费类电子产品中的应用更显得有吸引力s
电解电容器电性能参数:
表征电容器电性能的参数有标称电容量、损耗角正切、额定电压和绝缘电阻四大基本参数,电解电容器的参数也不能例外,但由于其性能特点,以致在具体数值上或有所限制,或对其偏离标称值的允许误差有所放宽,或对参数的称谓上有些更改,最明显的就是以“漏电流”参数代替“绝缘电阻”参数,现分别说明如下:
1、标称电容量与允许偏差
值的选取是按E6系列的优选数确定的,共计6个数,作为标称值系列,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个数值之间约为等比数列,公比约为,允许偏差为士20%
2、损耗角正切(tgδ)
在交流电路中,实际电容器必定要消耗掉一小部分有用的讯号功率,在规定频率的正弦电压下,所消耗的有功功率与无功功率的比值称为损耗角正切,其值约为0.01至0.20视电解电容器的类型、电容量的大小、额定电压的高低而异,并和温度、频率密切有关。有时也以百分比表示。
3、漏电流
本参数表征电解电容器的绝缘质量,相当于其他类型电容器的绝缘电阻参数。由于电解电容器的漏电流值与其电容量大小及施加电压(不能大于额定电压〉高低密切有关,所以容许最大值应小于I=KCU(K为常数)。且漏电流的大小和所处环境温度有关,因此测量时应严格控制温度的改变,一般当温度升高10℃,所测值可能会成倍增加。
4、额定电压
表征在规定的环境温度范围内,所能施加到电容器上的最高直流工作电压的系列值,称为额定电压.额定电压虽然不是衡量电容器的测量参数,但因施加到电容器上的工作电压值与它有密切关系,一般规定应低于额定电压值.降低施加电压,对提高产品的使用寿命常有显著的作用,后期介绍寿命公式可以更直观地看出来。