电容器有哪几种？

1，应用于电源电路，实现旁路、解耦、滤波和储能功能。下面详细介绍分类:

1.旁路，旁道

旁路电容器是为本地设备提供能量的储能装置。它可以使电压调节器的输出均匀，并降低负载需求。就像一个小型可充电电池一样，旁路电容可以对设备进行充电和放电。为了将阻抗降至最低，旁路电容应尽可能靠近负载器件的电源引脚和接地引脚。这样可以很好的防止地电位上升和输入值过大引起的噪声。接地弹性是指接地连接通过大电流毛刺时的压降。

取出莲藕

去藕也叫去藕。就电路而言，总可以分为被驱动源和被驱动负载。如果负载电容比较大，驱动电路需要对电容充放电来完成信号跳变。上升沿陡的时候电流比较大，所以驱动电流会吸收很大的电源电流。因为电路中的电感和电阻(尤其是芯片管脚上的电感，会反弹)，这个电流和正常情况相比其实是一种噪声，会影响前一级的正常工作。这被称为“耦合”

去耦电容充当“电池”，满足驱动电路电流的变化，避免相互耦合干扰。把旁路电容和去耦电容结合起来会更好理解。旁路电容实际上是去耦的，但旁路电容一般指高频旁路，是针对高频开关噪声提高一种低阻抗的防漏电方式。高频旁路电容一般较小，一般为0.1μF，0.01μF等。根据谐振频率计算谐振频率；去耦电容的容量一般较大，可能为10μF以上，具体取决于电路中的分布参数和驱动电流的变化。

旁路以输入信号中的干扰为滤波对象，去耦以输出信号中的干扰为滤波对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

过滤

理论上(即假设电容为纯电容)，电容越大，阻抗越小，通过频率越高。但实际上超过1μF的电容大部分都是电解电容，电感成分比较大，所以频率高了以后阻抗会变大。有时候我们可以看到一个大电容的电解电容并联一个小电容，然后大电容接低频，小电容接高频。电容的作用是通过高阻和低阻，通过高频和低频。电容越大，低频越容易通过，电容越大，高频越容易通过。具体用于滤波，大电容(1000μF)滤除低频，小电容(20pF)滤除高频。

有网友形象地把滤波电容比作一个“池塘”。因为电容两端的电压不会突然变化，所以可以看出信号频率越高，衰减越大。可以形象地说，电容器就像一个池塘，水量不会因为加入或蒸发几滴水而改变。它将电压的变化转化为电流的变化。频率越高，峰值电流越大，从而缓冲电压。过滤就是充放电的过程。

储存能量

储能电容通过整流器收集电荷，并通过变换器引线将储存的能量传输到电源的输出端。常用的铝电解电容器(如EPCOS的B43504或B43505)的额定电压为40 ~ 450 VDC，电容值为220 ~ 150 000 μ f。根据不同的电源要求，设备有时串联、并联或组合连接。对于功率水平超过10KW的电源，通常使用大型罐形螺旋终端电容器。

2.用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步和时间常数功能:

1.连接

比如晶体管放大器的发射极有一个自带的偏置电阻，同时使信号产生压降，反馈到输入端，形成输入输出信号耦合。该电阻是产生耦合的元件。如果在这个电阻两端并联一个电容，电阻产生的耦合效应会减小，因为容量合适的电容对交流信号的阻抗很小，所以称为去耦电容。

2.振荡/同步

负载电容包括RC、LC振荡器和晶体都属于这一类。

3.时间常数

这是由R和C串联组成的普通积分电路。当输入信号电压施加到输入端时，电容器(C)上的电压逐渐上升。然而，充电电流随着电压的增加而减小。通过电阻(R)和电容(C)的电流特性由下式描述:

i = (V / R)e - (t / CR)

谈第二个电容器:电容器的选择

通常，如何为我们的电路选择合适的电容？笔者认为，应该基于以下考虑:

1，静电容量；

2.额定耐受电压；

3.公差误差；

4.DC偏压下的电容变化；

5.噪音水平；

6.电容器的类型；

7、电容器的规格。

那么，有没有捷径可寻呢？实际上，作为器件的外围器件，几乎每一个器件的数据表或解决方案都明确标明了外围器件的选型参数，也就是说，可以在此基础上得出基本的器件选型要求，然后可以进一步完善和细化。其实在选择电容器的时候，不仅要看容量和封装，还要看产品使用的环境。特殊电路必须使用特殊电容器。

以下是片式电容根据介电常数的分类，介电常数直接影响电路的稳定性。

NP0或CH(K & lt；150):电气性能最稳定，基本不随温度、电压、时间的变化而变化，适用于稳定性要求高的高频电路。鉴于k值较小，0402、0603、0805封装很难有大容量电容。像0603，最大在10nF以下。

X7R或YB(2000 & lt；K & lt4000):电性能相对稳定，温度、电压、时间变化时性能变化不显著(δ c

Y5V或YF(K & gt；15000):容量稳定性比X7R差(δ c

谈第三种电容:电容的分类

电容器有很多种。根据电容器的材料特性，它们可以分为以下几类:

1.铝电解电容器

电容范围为0.1 μ f ~ 22000 μ f，是高脉动电流、长寿命、大容量的最佳选择。广泛应用于电源滤波、去耦等场合。

2.薄膜电容器

电容范围为0.1pf ~ 10μ f，容差小，电容稳定性高，压电效应极低，是X、Y安全电容和EMI/EMC的首选。

3.钽介质电容器

电容范围为2.2 μ f ~ 560 μ f，具有低等效串联电阻(ESR)和低等效串联电感(ESL)。脉冲吸收、瞬态响应和噪声抑制优于铝电解电容器，是高稳定性电源的理想选择。

陶瓷电容器

电容范围0.5 pf ~ 100 μ f，独特材料和薄膜技术的结晶迎合了当今“更轻、更薄、更节能”的设计理念。

超级电容器

电容范围从0.022 f到70 f，电容值极高，因此也被称为“黄金电容器”或“法拉电容器”。主要特点是:超高容量，良好的充放电特性，适用于电能储存和电源备用。缺点是耐压低，工作温度范围窄。

第四种电容器:多层陶瓷电容器(MLCC)

对于电容器来说，小型化和高容量是永恒的发展趋势。其中，多层陶瓷电容器(MLCC)发展最快。

多层陶瓷电容器广泛应用于便携式产品中，但近年来数码产品的技术进步对其提出了新的要求。比如手机要求更高的传输速率，更高的性能；基带处理器要求高速低电压；LCD模块要求厚度小(0.5毫米)，电容大。汽车环境的恶劣对多层陶瓷电容器有更特殊的要求:首先是耐高温，置于其中的多层陶瓷电容器必须满足150℃的工作温度；其次，电池电路中需要短路失效保护设计。

换句话说，小型化、高速度和高性能、耐高温和高可靠性已经成为陶瓷电容器的关键特性。

陶瓷电容器的电容随DC偏压的变化而变化。DC偏压降低了介电常数，因此需要降低介电常数对电压的依赖性，从材料方面优化DC偏压特性。

应用中常用X7R(X5R)多层陶瓷电容器，其容量主要集中在1000pF以上。这类电容的主要性能指标是等效串联电阻(ESR)，在电源去耦、滤波、高纹波电流的低频信号耦合电路中表现突出。另一种多层陶瓷电容器是C0G，其容量大多在1000pF以下，这种电容器的主要性能指标是损耗角正切值tgδ(DF)。传统贵金属电极(NME)的C0G产品DF值范围为(2.0 ~ 8.0) × 10-4，创新贱金属电极(BME)DF值范围为(1.0 ~ 2.5) × 10-4，约为365438。这类产品在带有T/R模块电路的GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS系统中具有明显的低功耗特性。广泛应用于各种高频电路，如振荡器/同步器、定时器电路等。谈第五种电容器:钽电容器代替电解电容器的误区

一般认为钽电容器的性能优于铝电容器，因为钽电容器的电介质是阳极氧化后生成的五氧化二钽，其介电容量(通常用ε表示)高于铝电容器的三氧化二铝电介质。因此，在相同的容量下，钽电容器的体积可以做得比铝电解电容器小。(电解电容器的电容取决于介质的介电容量和体积。在容量一定的情况下，介电容量越高，体积可以越小，反之则需要体积越大。)另外，钽的性能比较稳定，所以一般认为钽电容器的性能优于铝电解电容器。

但是这种用阳极来判断电容性能的方法已经过时了。目前，决定电解电容性能的关键不在于阳极，而在于电解液，即阴极。由于不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容器，其性能也大不相同。由于电解质不同，具有相同阳极的电容器在性能上可能有很大差异。总之，阳极对电容性能的影响远小于阴极。还有一种观点认为钽电容器比铝电解电容器好，主要是钽加二氧化锰阴极比铝电解电容器好。如果把铝电解电容器的阴极换成二氧化锰，其实性能可以提高很多。

可以肯定的是，ESR是衡量电容器特性的主要参数之一。但在选择电容时，要避免ESR越低越好，质量越高越好的误区。衡量一个产品，一定要全方位多角度的考虑，不能有意无意的夸大电容的作用。

——以上引用了部分网友的经验总结。

普通电解电容器的结构是阳极、阴极和电解液，阳极是钝化铝，阴极是纯铝，所以关键是阳极和电解液。阳极的质量与耐压介电常数有关。总的来说，钽电解电容器的ESR比同样容量和耐压的铝电解电容小得多，高频性能更好。如果该电容用于滤波电路(例如，中心频率为50Hz的带通滤波器)，请注意电容变化对滤波器性能(通带)的影响...).

谈第六种电容器:旁路电容器的应用

在嵌入式设计中，要求MCU从高功耗的处理密集型工作模式进入低功耗的空闲/睡眠模式。这些变换很容易导致线损急剧增加，增加的速率很高，达到20A/ms甚至更快。

旁路电容通常用来解决由于调节器不能适应系统中高速器件而引起的负载变化，从而保证功率输出的稳定性和良好的瞬态响应。旁路电容器是为本地设备提供能量的储能装置。它可以使电压调节器的输出均匀，并降低负载需求。就像一个小型可充电电池一样，旁路电容可以对设备进行充电和放电。为了将阻抗降至最低，旁路电容应尽可能靠近负载器件的电源引脚和接地引脚。这样可以很好的防止地电位上升和输入值过大引起的噪声。接地弹性是指接地连接通过大电流毛刺时的压降。应该明白，大容量和小容量的旁路电容都可能是必须的，有些甚至有多个陶瓷电容和钽电容。这种组合可以解决负载电流可能由阶跃变化引起的问题，并且还提供足够的去耦来抑制电压和电流毛刺。当负载发生剧烈变化时，需要三个或三个以上不同容量的电容，以保证稳压器稳定前有足够的电流。快速暂态过程由高频小容量电容抑制，中速暂态过程由低频大容量抑制，其余由调压器完成。

还应记住，电压调节器也要求电容尽可能靠近电压输出。

谈第七种电容器:电容器的等效串联电阻ESR

一般认为，具有较小等效串联电阻(ESR)的相对较大的外部电容可以很好地吸收快速开关期间的峰值(纹波)电流。但有时这样的选择会容易导致稳压器(尤其是线性稳压器LDO)的不稳定，所以需要合理选择小容量和大容量电容器的电容值。永远记住，稳压器是一个放大器，在放大器中可能出现的各种情况都会出现。

由于DC/DC转换器的响应速度相对较慢，输出去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导作用，因此需要额外的大容量电容来减缓相对于DC/DC转换器的快速转换，并使用高频电容来减缓相对于大电容的快速转换。一般来说，大容量电容的等效串联电阻应选择合适的值，以便输出电压的峰值和毛刺在器件的仪表板规格范围内。

在高频转换中，0.01μF到0.1μF量级的小电容就能很好地满足要求。表面贴装陶瓷电容或多层陶瓷电容(MLCC)的ESR较小。此外，在这些值下，它们的体积和BOM成本是合理的。如果本地低频去耦不充分，当从低频切换到高频时，输入电压会降低。压降过程可能会持续几个毫秒，时间的长短主要取决于调节器调整增益和提供大负载电流的时间。

与仅使用低ESR的单个电容相比，使用高ESR电容并联无疑更具成本效益。但是，这需要你去EDA PCB/PCB姬叔/" target = " _ blank " class = " infotextkey " >寻求PCB面积、器件数量和成本之间的折中。

第八讲电容器:电解电容器的电参数

这里的电解电容器主要是指铝电解电容器，其基本电气参数包括以下五点:

1.电容值

电解电容器的电容取决于交流电压下工作时的阻抗。所以电容值，也就是交流电容值，是随着工作频率、电压、测量方式的变化而变化的。根据JISC 5102标准，在频率120Hz，最大交流电压0.5Vrms，DC偏压1.5～2.0V的条件下测量铝电解电容器的电容..可以断言，铝电解电容器的容量随着频率的增加而减小。

2.损耗角正切值Tan δ

在电容器等效电路中，串联等效电阻ESR与容抗1/ωC之比称为Tan δ，其中ESR在120Hz计算。显然，Tan δ随着测量频率的增加而增加，随着测量温度的降低而降低。

3.阻抗z

在特定频率下，阻碍交流电流通过的电阻称为阻抗(Z)。它与电容等效电路中的电容和电感密切相关，也与ESR有关。

Z = √ [ESR2 + (XL - XC)2 ]

其中XC = 1/ωC = 1/2πfC。

XL = ωL = 2πfL

在低频范围内，电容器的容抗(XC)随着频率的增加而逐渐减小，当频率继续增加到中频范围时，电抗(XL)减小到ESR的值。当频率达到高频范围时，感抗(XL)成为主导，因此阻抗随着频率的增加而增加。

4.泄漏电流

电容器的电介质对DC电流有很大的阻碍。但由于氧化铝膜介质浸入电解液中，当施加电压时，氧化膜重整修复时会产生一个称为漏电流的小电流。一般来说，漏电流会随着温度和电压的升高而增加。

5.纹波电流和纹波电压

在某些材料中，它们被称为“纹波电流”和“纹波电压”，实际上是纹波电流和纹波电压。这意味着电容器可以容忍纹波电流/电压值。它们与ESR密切相关，可以用以下公式表示:

Urms = Irms × R

其中Vrms表示纹波电压。

Irms代表纹波电流

r表示电容的ESR。

从上面可以看出，当纹波电流增加时，即使ESR保持不变，纹波电压也会呈指数级增加。换句话说，当纹波电压增加时，纹波电流也会增加，这就是为什么要求电容器具有较低的ESR值。加入纹波电流后，电容器内部的等效串联电阻(ESR)产生热量，影响电容器的使用寿命。一般来说，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流相对较低。

浅谈第九电容器:电容器参数的基本公式

1.容量(法拉)

英制:C = (0.224 × K？A) / TD

公制:C = (0.0884 × K？A) / TD

2.储存在电容器中的能量

E =？CV2

3.电容器的线性充电

I = C (dV/dt)

4.电容器的总阻抗(欧姆)

z = √[ RS2+(XC–XL)2]

5.容抗(欧姆)

XC = 1/(2πfC)

6.相位角ф

理想电容:电流电压超前90？

理想电感:电流电压滞后90？

理想电阻器:与电流电压同相。

7.耗散系数(%)

D.F. = tan δ(损耗角)

= ESR / XC

= (2πfC)(ESR)

8.质量因素

Q = cotan δ = 1/ DF

9.等效串联电阻ESR(欧姆)

ESR = (DF) XC = DF/ 2πfC

10.功率消耗

功率损耗= (2πfCV2) (DF)

11.功率因数

Pf = sin δ(损耗角)–cosф(相位角)

12.皇家邮轮

均方根= 0.707 × Vp

13.KVA(千瓦)

KVA = 2πfCV2 × 10-3

14.电容器的温度系数

温度系数=[(Ct–C25)/C25(TT–25)]×106

15.容量损失(%)

CD =[(c 1–C2)/c 1]×100

陶瓷电容器的可靠性。

L0 / Lt = (Vt / V0) X (Tt / T0)Y

17.串联连接中的电容值

n个串联电容:1/CT = 1/c 1+1/C2+...+1/CN。

两个电容串联:CT = C1？C2 / (C1 + C2)

18.并联电容

CT = C1 + C2 + …+ Cn

19.重复率

a . r . = %δC/十年时间

上述公式中的符号解释如下:

K =介电常数

A =面积

TD =绝缘层厚度

V =电压

T =时间

RS =串联电阻

F =频率

L =电感系数

δ =损耗角

ф=相位角

L0 =使用寿命

Lt =测试寿命

Vt =测试电压

V0 =工作电压

Tt =测试温度

T0 =工作温度

x，Y =电压和温度的影响指数。

第十个电容:电源输入端的X，Y安全电容。

在交流电源的输入端，一般需要加三个电容来抑制EMI传导干扰。

交流电源的输入一般可以分为三根线:火线(L)/零线(N)/地线(G)。并联在火线和地线之间、零线和地线之间的电容一般称为Y电容。这两个Y电容的连接位置很关键，必须符合相关安全标准，防止电子设备漏电或外壳带电，危及人身安全和生命。所以都是安全电容，电容值不能太大，耐压一定要高。一般来说，在亚热带地区工作的机器要求对地泄漏电流不超过0.7mA；对于在温带工作的机器，对地泄漏电流不应超过0.35mA。因此，Y电容的总容量一般不能超过4700pF。

根据IEC 60384-14，电容分为X电容和Y电容。

1.x电容指L-N两端的电容，

2.y电容指的是l-g/n-g之间的电容。

(L =线路，N =零线，G =地线)

在X电容器下，它被分成X1、X2、X3和X3。主要区别如下:

1.X1具有大于2.5 kV且小于或等于4 kV的高压电阻。

2.X2的高压电阻小于或等于2.5千伏，

3.X3的高压电阻小于等于1.2kV

y电容进一步分为Y1，Y2，Y3，Y4。主要区别如下:

1.Y1具有大于8 kV的高压电阻。

2.Y2具有大于5 kV的高压电阻，

3.Y3耐高压，不适用

4.Y4具有大于2.5 kV的高压电阻。

X，Y电容是安全电容，X电容在带电零线之间，Y电容在带电线和地之间。

它们用在电源滤波器中对电源进行滤波，分别滤除* * *模式和差模干扰。

安全电容器用于电容器发生故障后，不会造成触电和危及人身安全的场合。允许的峰值脉冲电压过电压水平(IEC 664)×1 >；2.5kv≤4.0kvⅲx2≤2.5kvⅱx3≤1.2kv——安全电容器的安全等级绝缘类型额定电压范围Y1双重绝缘或加强绝缘≥ 250Y2基本绝缘或附加绝缘≥ 150V≤ 250Y3基本绝缘或附加绝缘≥150v≤150v Y电容器的电容量必须加以限制，以控制流过的泄漏电流GJB151规定Y电容的容量不应大于0.1uF。y电容器不仅要满足相应电网的电压耐受电压，还要求这种电容器在电气和机械性能上有足够的安全裕度，以避免在极端环境条件下发生击穿和短路。Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。

滤波电路上有一个X电容，是要跨L-N线的；y电容是N-G线。

根据安全标准，有脉冲电压为X1、X2和X3的电容器。按绝缘等级分为y1、y2、y3。

(这些不是按什么材料划分的，以后多学习。)

至于安全标准，各国有一定差异，但额定电压无非250和400。

主要制造商制造的安全电容器应满足本安全标准的要求。一个安全电容可以满足Y电容的要求，有的可以满足X电容的要求。所以有的安全电容标有X1Y1和X1Y2。...

在火线和零线之间接一个电容就是X，在火线和地线之间接一个电容就像y。

由于火线和零线之间有直接电容，受峰值电压影响，避免短路。更重要的参数是耐压水平，电容值没有固定的限制。

火线和地线的直接电容关系到漏电安全的问题，所以它关注的参数是绝缘等级。

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