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电容器单台容量和整组容量 第6章电容器主要特性及应用电路

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吊扇红黄蓝三根线怎么接电容 基础电子学系列14 – 电容器类型(续)

在前面的教程中,我们了解了电容器的实际构造以及与标准电容器相关的不同技术方面。现在让我们讨论不同类型的商用电容器以及与它们相关的实用技术规范。这将极大地帮助为给定应用选择合适的电容器。电容器根据其使用的介电材料分类如下:

电容器单台容量和整组容量 第6章电容器主要特性及应用电路

1) 纸2) 云母3) 塑料薄膜4) 玻璃5) 陶瓷6) 电解7) 半导体8) 可变

纸质电容器纸质电容器是最早的电容器类型之一。它们是通过将浸有矿物油的纸放在两张铝箔之间制成的。将整个组件卷起来,将导线连接到铝箔上,然后将组件封装在圆柱形纸板箱中并用蜡密封。

纸质电容器体积庞大,几乎已被塑料薄膜电容器取代。它们仍然可以在某些电气应用中找到——大多数吊扇和空气冷却器仍然使用纸电容器。这些电容器具有以下技术规格:

云母和金属化云母电容器云母电容器使用云母片作为电介质,通常构造为多板电容器。各种云母电容器使用银墨云母片作为电介质,以更好地抵抗水分和电离。云母电容器以低公差(低至 1%)、低运行损耗(耗散因数 0.001%)、高品质因数和高频稳定性而著称。然而,这些电容器与其电容成正比,体积相当大。云母电容器具有以下技术指标:

塑料薄膜电容器薄膜电容器包括许多使用不同塑料作为介电材料的电容器系列。它们几乎已经取代了音频、无线电电路和在中低电压下运行的电路中的纸质电容器。薄膜电容器中一些常用的塑料包括聚碳酸酯、聚酯 (PET)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯、聚砜、聚对二甲苯、Kapton 聚酰亚胺、特氟龙 (PTFE 氟碳化合物) 和金属化聚酯 (金属化塑料)。这些电容器具有各种几何形状,例如椭圆形或圆形包裹和填充、矩形环氧树脂外壳、圆形环氧树脂外壳、金属密封矩形或圆形外壳以及径向或轴向引线。下面介绍了一些流行的塑料薄膜电容器系列。

1) 聚碳酸酯 (PC) 薄膜——这些电容器以使用寿命长、在很宽的频率范围内运行损耗低而著称,几乎可以取代聚碳酸酯电容器。这些电容器具有以下技术规格:

2) 聚酯 (PET) 薄膜——这些电容器因其低成本和小尺寸而广受欢迎。在直流和低频交流应用中,它们大多取代了金属化塑料和聚苯乙烯电容器。这些电容器可用于高达 60,000 V 的电压,但由于在高温和频率下会产生显着的运行损耗,因此不建议用于高功率应用。这些电容器具有以下技术规格:

3) 聚丙烯 (PP) 薄膜——这些是更流行的塑料薄膜电容器,以低温度系数、低运行损耗、低吸湿性以及在高温和高功率下的稳定性而著称。然而,这些电容器容易因瞬态过电压和电压反转而损坏和击穿。它们具有以下技术规格:

4) 聚苯乙烯 (PS) 薄膜——这些电容器以其窄电容和高稳定性而著称,正在迅速被 PET 电容器取代。这些电容器具有以下技术规格:

5) 聚砜薄膜——聚砜电容器类似于聚碳酸酯电容器,以其热稳定性着称。这些电容器的制造商有限,不易获得。这些电容器具有以下技术规格:

6) Kapton 聚酰亚胺薄膜——这些电容器具有更高的介电强度,工作温度可高达 250C。然而,这些高成本电容器不适合射频应用。这些电容器具有以下技术规格:

7) 聚四氟乙烯 (PTFE) 薄膜——这些笨重且昂贵的电容器以其低运行损耗、宽温度范围和在关键应用中出色的稳定性而闻名。这些电容器具有以下技术规格:

8) 金属化塑料——这些电容器是 PET、PP、PEN、PPS 和 Teflon 电容器的改进型。与非金属化塑料版本相比,它们的尺寸更小。这些电容器的唯一限制是它们的低纹波电流额定值。

9) 箔——这些是 PP、PET 和 Teflon 电容器的箔膜版本。这些以脉冲稳定性和更好的纹波电流额定值而闻名。

存在许多其他类型和变体的塑料和塑料薄膜电容器,包括基于薄膜的电力电容器。流行的基于薄膜的电力电容器包括金属化纸电容器、纸膜/箔(牛皮纸)电容器、金属化聚丙烯(单面或双面金属化 PP)电容器、PP 薄膜/箔电容器和 MKV 电源(聚丙烯作为金属化纸之间的电介质)作为导体)电容器。

玻璃电容器这些昂贵的电容器以其在极端环境条件下的稳健性、稳定性、准确性和可靠性而闻名。它们甚至可以抵抗核辐射,最适合军用级应用。这些电容器具有以下技术规格:

陶瓷电容器陶瓷电容器是指范围广泛的电容器,如圆盘电容器、MLC(多层陶瓷)电容器和 *** D 电容器。这些电容器的成分因制造商而异。制造陶瓷电容器的一些常用材料包括钛酸锶、氧化钛、钛酸钡等。电子工业联盟 (EIA) 将陶瓷电容器分为以下三类:

1 类陶瓷电容器——这些是更好的陶瓷电容器,具有更低的公差、热稳定性和低运行损耗,最适合高频应用。这些电容器由氧化钛和镁、钴、钙、锌、铌等其他添加剂组成。这些电容器有自己的 EIA 代码,用于指定其标称电容和公差。这些电容器具有 5 到 150 的高介电常数。1 类陶瓷电容器的所有优势都体现在其尺寸成本上。这些电容器具有以下技术规格:

2 类陶瓷

– 2 类陶瓷电容器不如 1 类电容器稳定和准确。然而,这些电容器与后者相比更小。它们也有自己的 EIA 代码来指定它们的电容和公差。这些电容器具有以下技术规格:

3 类陶瓷

– 这些电容器是陶瓷电容器中最不稳定和最不精确的,具有非线性温度依赖性、电压依赖性和高运行损耗等其他缺点。它们的寿命很短,不能承受高压。然而,它们具有高介电常数(高达 50,000)并且非常紧凑(只有几毫米的尺寸)。其他类型的电容器已经取代了 3 类电容器,EIA 不再对其进行标准化。

电解电容器电解电容器是极化电容器,每单位体积提供高电容。由于这些电容器是极化的,因此必须将它们连接到具有正确极性的电路中。它们有一个端子作为阳极,一块涂有金属氧化物的金属板;液体或固体电解质用作阴极。当直流电流流过电解电容器时,金属板会因电解而开始氧化。在其上沉积一层薄薄的绝缘金属氧化物层,这是一种电介质。金属氧化物层非常薄,因此每单位体积的电容非常高。通常,这些电容器旨在更大化阳极的表面积。

当反接这些电容器时,电解液会释放出气体,气体在电容器的密封体内膨胀并可能导致爆炸。这些电容器具有很大的漏电流,这使得它们不适用于许多应用。电解电容器分为以下三个系列:

1) 铝电解电容器——这些电容器使用铝箔作为阳极,使用氧化铝作为介电介质。它们可以含有乙二醇、二甲基乙酰胺、-丁内酯或二甲基甲酰胺作为液体电解质,二氧化锰或导电聚合物作为固体电解质。

这些电容器具有以下技术规格:

2) 钽电解——这些电容器使用钽作为阳极,使用氧化钽作为介电介质。它们可以使用 *** 、二氧化锰或导电聚合物作为电解液,并且高度可靠、高效且比铝电解类型更小。由于其稳定性和可靠性,它们经常用于军事应用。

这些电容器具有以下技术规格:

3) 铌电解电容器——这些电容器使用铌作为阳极,使用五氧化二铌作为电介质,使用二氧化锰或导电聚合物作为电解质。

它们以 *** D 电容器的形式提供,并具有以下技术规格:

半导体电容器

半导体电容器是通过形成夹在半导体材料之间的氧化物层图案在集成电路上制造的纳米级电容器。这些电容器被封装为电容器阵列,主要用于存储器和处理器 IC。它们的微小电容可以处理低的脉动直流电压。

可变电容器

可变电容器的电容可以通过改变导电板之间的距离或通过改变重叠板之间的相互表面积来改变。

可变电容器的常见类型有以下几种:

1) 可变空气(气隙微调器)——这些可变电容器有一组可旋转的极板称为转子,还有一组固定的极板称为定子。通过旋转控制轴改变板之间的距离或表面积来改变电容。这些电容器的电容从几皮法到 000 皮法,额定电压高达数千伏。这些非极化电容器通常用于射频和音频电路。变容二极管几乎已经取代了这些电容器。

2) 陶瓷微调器——1 类陶瓷电容器设计用于提供可变电容。它们旨在设置不需要经常更改的电容。它们的电容从几皮法到 200 皮法不等。由于它们的非极化,它们可以处理低到中等电压,并且通常与空气可变电容器一起使用。

3) 同轴——这些是传输线电容器,在同轴传输线的内管和外管之间提供电容。它们的电容可以通过将内管滑入或滑出外管来改变。这些电容器用于射频电路,电容从几皮法到 100 皮法不等。

4) 气隙调谐——这些是圆形或对数可变电容器,使用转子和定子作为导体,使用空气作为电介质。这些笨重且昂贵的可变电容器用于商业电气设备。

5) 真空调谐——类似于气隙调谐电容器,使用真空作为介电介质。这些笨重且昂贵的可变电容器用于高功率射频应用。

6) SF 6气体填充调谐——这些电容器类似于气隙调谐电容器,使用 SF 6气体作为电介质以提高效率和降低损耗。

下一篇文章将讨论为给定应用选择电容器并阅读电容器封装。

*** 式电容器单台容量和整组容量 第6章电容器主要特性及应用电路