摘要:簡要討論了電容器的特性、分類及其參數對工作狀態的影響, 并結合美國 CDE 公司的產品, 說明了在電容器選型時容易忽略的問題。

1、簡介：

電容器是應用最廣的無源電子元件之一，被廣泛用于濾波、旁路、退藕、隔直、藕合、吸收、儲能、補償、振蕩、微分、積分以及定時、分壓、電源變換等場Z口0 依據電容器的介質、結構形式、安裝方式、及用途的不同，其分類，基本上可概括為: (1)普通用途直播式電容器包括所有應用于信號采集，加工處理，控制輸出及線性電源等各種功能電路中的各種電容，如電解、陶瓷、薄膜、云母電容等。其特點是低電壓、小電流; (2)普通用途表貼式電容器其應用特點與第一類電容器大致相同，所不同的是體積小和貼面安裝，更適合小型和微型電子產品; (3)電力電容器包括工業級各種移相電容、并聯電容、電熱電容和馬達電容等。其特點是高電壓、大電流; (4)電力電子電容器包括所有電源變換用電容。其特點是高電壓、大電流、高頻率。

2、電容器的參數：

電容器的品質是由它的參數來描述的，為此，可用以下參數來描述電容器的品質:

(1)標稱容量及誤差如果要求精w,須選擇哈當品和誤差;

(2)額定工作電壓這是指在不超過額定的任意溫度下，電容器可持續承受的最大直流電壓，或最大交流電壓有效值，或脈沖電壓峰值。選擇時須注意，即使是在直流電路中，也迭加有交流紋波電壓，其和應當小于電容器額定工作電壓，并應留有余量;

(3)耗角正切tgs由于等效串聯電阻R:的存在，它要消耗有功，使電容器發熱。電容器會因過熱而失效，尤其是在高頻工況下，所以，tgs值應選小一些;

(4)溫度特性包括電容器的工作溫度范圍，額定工作溫度和溫度曲線。一般正額定工作溫度有85℃和105℃兩擋，高溫電容可到125°C。需要在低溫環境下工作的還應當注意負額定工作溫度;

(5)頻率特性電容器阻抗的屬性會隨頻率而變化，低頻段呈現容性，高頻段呈現感性，諧振時呈現阻性。隨電源頻率的升高，電容器的阻抗和介質損耗都會增大。所以，在高頻電路應用時，要盡量選擇等效串聯電阻e. s.r.和等效串聯電感e. s. l.小的產品，而且希望在工作頻段內頻率曲線平坦些好;

(6)絕緣電阻可反映額定工況下流過電容器漏電流的大小。若絕緣電阻小，則漏電流大，電容器發熱加劇，將加速其老化失效。極端情況下，會使介質擊穿，導致電容器永久性損壞;

(7)使用壽命一般標注為h/ C，其意義是在額定工作溫度下的使用小時數。如果工作溫度低于額定值，使用壽命會相應延長。

還有其他一些參數，在此不一一例舉。

3、美國CDE電容器：

美國CDE電容( CORNELL DUBILIER)公司的電容器有表面安裝(Surface Mount簡稱SMT)電容，電解電容，薄膜電容，云母電容，脈沖高頻電容，馬達電容等大類，數十個品種，上百個規格。

(1)SMT表貼類有圓柱形鋁電解電容，片狀鋁聚合物電容，片狀云母電容和片狀PPS膜電容等品種。其特點是:①高效率。一只ESRE型電容能代替3只以上鈕電容或鋁電解電容;②高容量。AFK型容量可達6800.F;③低阻抗。ESRD型在100kHz頻點時的等效串聯電阻e. s, r.10m，較鈕電容低得多，其抑制紋波電流的能力和高頻阻抗特性成倍提高，特別適合于在高頻段工作;④超高工作溫度。ESRH型額定工作溫度可達125 °C;⑤長壽命。ES-RD型在45℃工作溫度下使用壽命長達50年;⑥超小體積。圓柱形鋁電解電容其外形尺寸最小為3.3×4 .5×5 .4(mm)。

這些品質優秀的SMT表面安裝電容的應用會越來越廣泛，并在我國電子產品向著微型化方向發展的進程中起著積極的促進作用。

(2)CDE電解電容主要是指在電力電子電路中應用的電解電容。電力電子電容器其特點是高電壓、大電流、高頻率。電壓高不僅會使電容器漏電流增大，發熱加劇，而且還可能擊穿介質造成永久性損壞。電流大對直流電源紋波濾除的要求也高，從而需要電容器的容量也大，漏電流相應也會大些，而且對溫度特性還有更高的要求。電容器對電源頻率十分依賴，一般低頻用電解電容頻率在lOkHz時便開始呈現電感性，因而會使電容器的阻抗和損耗角正切值tg8增大。

為此，在電力電子電路中，選擇等效串聯電阻e. s. r.和等效串聯電感e.s.l.小的且頻率曲線平坦的電解電容是極為重要的。 CDE電解電容的特點是:①超大容量。DCMC型容量高達270萬微法;②高電壓。550C型額定工作電壓可達SSOV;③高工作溫度和超寬的溫度范圍。125型的工作溫度范圍可從一55℃到125 0C ;④低阻抗。101C型的等效串聯電阻e.s.r.低到2. SxnSZ;⑤低電感，高頻率。350型的等效串聯電感e.s.l.小于lOnH，工作頻率超過200kHz;⑥高抑制紋波電流能力。SSOC型能抑制lOSA的紋波電流;⑦超長壽命。381 EL型在105℃及額定紋波電流下壽命可達7000小時，若在65℃工作溫度下，壽命可長到10萬小時。此外，101 C和125等品種都是軍用品或超級工業品，經受了十分苛刻的挑選和極為嚴酷的考驗。優秀的品質使其廣泛應用于開關電源、變頻電源,UPS電源、電子焊接電源以及其他各種形式的逆變電源。

(3)脈沖高頻電容是CDE電容的又一特色產品，主要用作逆變電路中開關元件的過電壓吸收，分引線式和模塊式兩類。CDE脈沖高頻電容特點是:①高電壓。SCT型電容模塊工作電壓2000V,940C和941C型引線電容工作電壓高達3000 V ;②低電感量，低介質損耗。電容模塊的等效串聯電感e. s. 1.< 20nH，等效串聯電阻e. s. r. < 20mSZ;③高的dv/dt o SCT電容模塊的dv/dt為800V/}s, 942C和943C型引線電容的dv/dt更是高達5137V/s;高峰值電流承受能力。SCT電容模塊能承受1200A的峰值電流，942C和943 C型引線電容能承受1570A的峰值電流。

此外，電容模塊還具有自修復能力，并直接安裝在開關元件上，減小了接線電感。SCM和SCC型還封裝了相匹配的緩沖二極管，使緩沖電路的性能得到了更進一步提高。 根據電路的不同需要，合理選擇電容器，是保證電路功能正常發揮的必要條件。需要提醒的是，在選擇參數時一定要留有余量，讓電容器安全地工作。

4、結束語：

電容器的品質直接影響到它的工作狀態，從而關系到電路功能的發揮。電容器選擇得合理，對保證電路正常運行有著十分重要的意義。美國CDE公司的電容器具備高效、高容、低阻抗、超高溫、長壽命等特點，相信它對您的應用選型必定有所幫助。