電容器的作用
電容器在電子電路中幾乎是不可缺少的儲(chǔ)能元件，它具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性。廣泛應(yīng)用在耦合、隔直、旁路、濾波、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換和自動(dòng)控制等電路中。
1、濾波電容：接在直流電源的正、負(fù)極之間，以濾除直流電源中不需要的交流成分，使直流電變平滑。一般采用大容量的電解電容器或鉭電容，也可以在電路中同時(shí)并接其他類型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2、旁路電容：接在交、直流信號(hào)的電路中，將電容并接在電阻兩端或由電路的某點(diǎn)跨接到公共電位上，為交流信號(hào)或脈沖信號(hào)設(shè)置一條通路，避免交流信號(hào)成分因通過電阻產(chǎn)生壓降衰減。
3、去耦電容：幷接在放大電路的電源正、負(fù)極之間，防止由于電源內(nèi)阻形成的正反饋而引起的寄生震蕩。
4、耦合電容：接在交流信號(hào)處理電路中，用于連接信號(hào)源和信號(hào)處理電路或者作兩放大器的級(jí)間連接，用以隔斷直流，讓交流信號(hào)或脈沖信號(hào)通過，使前后級(jí)放大電路的直流工作點(diǎn)互不影響。
5、襯墊電容與諧振電容：主電容串聯(lián)的輔助性電容，調(diào)整它可使振蕩信號(hào)頻率范圍變小，幷能顯著地提高低頻端的振蕩頻率。
6、調(diào)諧電容：連接在諧振電路的振蕩線圈兩端，起到選擇振蕩頻率的作用。
電容器的種類及特性
電容器是一種儲(chǔ)能元件，是電子設(shè)備中常用的電子元件。電子技術(shù)中常用電容器來產(chǎn)生電磁振蕩，改變波形、濾波、耦合等。電容器充電后儲(chǔ)藏有電能，放電時(shí)強(qiáng)大的電流和火花可用來熔焊金屬。大型的電力電容器還能用來提高電力設(shè)備的效率。
1、根據(jù)電容器的不同特點(diǎn)進(jìn)行分類
(1)按結(jié)構(gòu)及電容器是否能調(diào)節(jié)分
有固定電容器、可變電容器和半可變電容器。
(2)按介質(zhì)材料的不同分
有機(jī)介質(zhì)電容器(包括漆膜電容器、混合介質(zhì)電容器、紙介電容器、有機(jī)薄膜介質(zhì)電容器、紙膜復(fù)合介質(zhì)電容器等)、無機(jī)介質(zhì)電容器(包括陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、玻璃釉電容器等)、電解電容器(包括鋁電解電容器、鉭電解電容器、鈮電解電容器、鈦電解電容器及合金電解電容器等)和氣體介質(zhì)電容器(包括空氣電容器、真空電容器和充氣電容器等)。
(3)按作用及用途的不同分
有高頻電容器、低頻電容器、高壓電容器、低壓電容器、耦合電容器、旁路電容器、濾波電容器、中和電容器、調(diào)諧電容器。
(4)按封裝外形的不同分
有圓柱形電容器、圓片形電容器、管形電容器、疊片形電容器、長(zhǎng)方形電容器、珠狀電容器、方塊狀電容器和異形電容器等多種。
(5)按引出線的不同分
有軸向引線型電容器、徑向引線型電容器、同向引線型電容器和無引線型(貼片式)電容器等多種。
2、幾種常見的電容器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
(1)紙介電容器
用兩片金屬箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)殼中制成．它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大．但是固有電感和損耗比較大，適用于低頻電路。
(2)薄膜電容器
結(jié)構(gòu)相同于紙介電容器，介質(zhì)是滌綸或聚苯乙烯．滌綸薄膜電容，電容率較高，體積小、容量大、穩(wěn)定性較好，適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜電容器，介質(zhì)損耗小不能做成大的容量、絕緣電阻高，但溫度系數(shù)大，可用于高頻電路。
(3)陶瓷電容器
用陶瓷做介質(zhì)．在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜作極板制成．其特點(diǎn)是體積小、耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適用于高頻電路。鐵電陶瓷電容容量較大，但是損耗和溫度系數(shù)較大，適宜用于低頻電路。
(4)云母電容器
用金屬箔或在云母片上噴涂銀層作電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。其特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻大。溫度系數(shù)小，適用于高頻電路。
(5)玻璃釉電容器
由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成“獨(dú)石”結(jié)構(gòu)性能可與云母電容器媲美。其特點(diǎn)是具有瓷介電容器的優(yōu)點(diǎn)，且體積更小，耐高溫。
(6)鋁電解電容器
它是由鋁圓筒做負(fù)極，里面裝有液體電解質(zhì)，插人一片彎曲的鋁帶作正極制成．還需經(jīng)直流電壓處理，作正極的片上形成一層氧化膜作介質(zhì)。其特點(diǎn)是容量大，但是漏電大，誤差大，穩(wěn)定性差，有正負(fù)極性，適于電源|穩(wěn)壓器濾波或低頻電路中，使用時(shí)，正、負(fù)極不要接反。
(7)鉭、鈮電解電容器
它用金屬鉭或者鈮作正極，用稀硫酸等配液作負(fù)極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜作介質(zhì)制成．其特點(diǎn)是體積小、容量大、漏電流極小，貯存性良好，性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。絕緣電阻大。溫度性能好，用在要求較高的設(shè)備中。
固態(tài)電容的選擇
俗話說：外行看廣告內(nèi)行看工料，一款好的主板，好的電容、電感、電阻、穩(wěn)壓管等各種電器元件精益求精。最常用來評(píng)判一款主板質(zhì)量?jī)?yōu)劣的要算電容了，相信板卡玩家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)固態(tài)電容大戰(zhàn)已經(jīng)開打，各家主板、顯示卡莫不以全固態(tài)電容為號(hào)召點(diǎn)。到底固態(tài)電容還是電解電容好，各有何優(yōu)劣點(diǎn)?
在認(rèn)識(shí)電解、固態(tài)電容，首先需要了解一下電容的功能為何。因?yàn)殡娔X在運(yùn)作時(shí)，其耗電量并不是固定的，因此所需電力隨時(shí)在變動(dòng)。但主板電壓調(diào)整模塊(Voltage Regulator Module，VRM)無法對(duì)這些不穩(wěn)定變化產(chǎn)生夠及時(shí)的響應(yīng)，因此透過電容來儲(chǔ)存電量，可以隨時(shí)處理這些細(xì)微且經(jīng)常變動(dòng)的電壓需求變化，并濾除雜波。主板供電模塊部分，經(jīng)常使用的電容有電解電容與固態(tài)電容兩種，到底要如何辨識(shí)電解、固態(tài)電容，它們各有何優(yōu)劣點(diǎn)呢?
電容器(或簡(jiǎn)稱電容)的英文為Capacitor，電解電容的全名為液態(tài)鋁質(zhì)電解電容器，固態(tài)電容的全名為導(dǎo)電高分子鋁質(zhì)固態(tài)電容器(FPCON)。拿到一張主板或顯示卡，要如何簡(jiǎn)單分辨電解電容與固態(tài)電容呢?通常電解電容的外層會(huì)包覆一層塑料膜，上頭印有電容基本數(shù)據(jù)，最上方會(huì)有防爆線。固態(tài)電容的外層直接是鋁制外殼，最上方印有電容信息，通常沒有防爆線。(小提示：有部分容量較小的電解電容，因?yàn)榭臻g限制，因此上頭沒有防爆線。許多人常將固態(tài)電容稱為鋁質(zhì)電容，這是不太正確的講法，因?yàn)椴徽撌请娊饣蚬虘B(tài)電容皆采鋁質(zhì)外殼，只是電解電容的鋁質(zhì)外殼外，包覆了塑料膜，而讓人有此誤解。)
電解電容與固態(tài)電容的功能與構(gòu)造大致相同，主要差別在于介電材料的不同，電解電容以液態(tài)的電解液作為介電材料，固態(tài)電容則以固狀的功能性導(dǎo)電高分子聚合物作為介電材料。使用固態(tài)電容的優(yōu)點(diǎn)，首先是不會(huì)爆漿。實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會(huì)減半。傳統(tǒng)的液態(tài)電容因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生熱量，會(huì)導(dǎo)致液體與鋁制外殼發(fā)生水合作用，于是水分逐漸減少，從而導(dǎo)致電容功能不斷降低和溫度的升高，于是形成了一個(gè)死循環(huán)，最終電容鼓凸漏液，也就是常說的爆漿。
固態(tài)電容也會(huì)發(fā)生爆漿的情形，不過并不會(huì)流出電解液，爆掉的固態(tài)電容，在主板上看起來有歪斜隆起狀，看起來像子彈射出后的樣子。簡(jiǎn)單來說，電解電容爆漿的比例為固態(tài)電容的五倍。一般來說，在80℃工作環(huán)境中，固態(tài)電容的壽命可望高達(dá)50,000小時(shí)，約5～7年。一顆電解電容與一顆固態(tài)電容的成本約差了3～5倍。
另外，固態(tài)電容在高頻下呈現(xiàn)較低的阻抗，從而即使是在超頻的狀態(tài)下，仍能穩(wěn)定工作，固態(tài)電容能耐高漣波電流，固態(tài)電容具有超長(zhǎng)的壽命，不同的溫度下比液態(tài)電容壽命高60%到300%。最后，就是具有耐高溫性。 我們可以看到，在供電的輸出部分，使用固態(tài)電容是非常好的。如果，全部使用固態(tài)電容，增加成本會(huì)比性能的提升來得大，超頻也并不會(huì)帶來很大的提升。
一般來說，有生產(chǎn)線的品牌廠商在決定采購(gòu)某批電容前，會(huì)自我進(jìn)行電容的特性測(cè)試，測(cè)試的部分包括量測(cè)連波電流的高低變化，還有壽命測(cè)試等。壽命測(cè)試是最難進(jìn)行的，因?yàn)閯?dòng)輒幾千幾萬小時(shí)的電容壽命，測(cè)試時(shí)間至少得耗費(fèi)數(shù)月以上。因此，將電容置放于高溫潮濕的環(huán)境，連續(xù)不斷燒機(jī)運(yùn)行，將可比較出彼此的優(yōu)劣。
測(cè)量電容器時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)
?、儆萌f用表測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)電容器和額定電壓選擇適當(dāng)?shù)臋n位。例如：電力設(shè)備中常用的電容器，一般電壓較低只有幾伏到幾千伏，若用萬用表 R × 1CK 檔測(cè)量，由于表內(nèi)電池電壓為 15~22.5 伏，很可能使電容擊穿，故應(yīng)選用 R × 1K 檔測(cè)量；
②對(duì)于剛從線路上拆下來的電容器，一定要在測(cè)量前對(duì)電容器進(jìn)行放電，以防電容器中的殘存電椅向儀表放電，使儀表損壞；
?、蹖?duì)于工作電壓較高，容量較大的電容器，應(yīng)對(duì)電容器進(jìn)行足夠的放電，放電時(shí)操作人員應(yīng)的防護(hù)措施，以防發(fā)生觸電事故。
安規(guī)電容器的選擇注意事項(xiàng)
一、抑制電源電磁干擾用電容器
當(dāng)在電源跨線電路中使用電容器來消除噪音時(shí)，不僅僅只有正常電壓，還必須考慮到異常的脈沖電壓（如閃電）的產(chǎn)生，這可能會(huì)導(dǎo)致電容器冒煙或者起火。所以，跨線電容器的安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于在不同國(guó)家有嚴(yán)格規(guī)定，故必須使用經(jīng)過安全認(rèn)證的電容器。
二、不允許將直流電容器用作跨線電容器使用
對(duì)于X2類抑制電源電磁干擾用電容器應(yīng)適用于在電容器失效時(shí)不會(huì)導(dǎo)致電擊危險(xiǎn)的場(chǎng)合，如電源跨線路連接，可承受2.5kV的脈沖電壓。
對(duì)于Y2類抑制電源電磁干擾用電容器應(yīng)適用于在電容器失效時(shí)不會(huì)導(dǎo)致電擊危險(xiǎn)的場(chǎng)合，用于電源跨線路連接時(shí)，能承受5kV的脈沖電壓沖擊，不致發(fā)生擊穿現(xiàn)象。
安規(guī)電容器容量的限制
電容的電容量必須受到限制，從而達(dá)到控制在額定頻率及額定電壓作用下，流過它的漏電流的大小和對(duì)系統(tǒng)EMC性能影響的目的。GJB151規(guī)定Y電容的容量應(yīng)不大于0.1uF。
電容器故障處理的一般原則
?。?）當(dāng)發(fā)現(xiàn)電容器有：外殼膨脹、漏油、套管破裂、內(nèi)部聲音異常、外殼和接頭發(fā)熱、保險(xiǎn)熔斷、密集型的壓力釋放閥動(dòng)作時(shí)。應(yīng)立即切斷電源。
（2）電容器開關(guān)跳閘后，應(yīng)檢查送電回路和電容器本身有無故障，若由于外部原因造成，可處理后進(jìn)行試投，否則應(yīng)對(duì)電容器進(jìn)行逐臺(tái)檢查試驗(yàn)，未查明原因前，不得投運(yùn)。
?。?）處理電容器故障時(shí)，應(yīng)先將有關(guān)開關(guān)和刀閘斷開，電容器接地前逐相充分放電，星形接線電容器的中性點(diǎn)應(yīng)接地，串聯(lián)電容器及與整組電容器脫離的電容器應(yīng)逐個(gè)放電，裝在絕緣支架上的電容器外殼也應(yīng)放電。
電解電容檢測(cè)及選用
一、電解電容的檢測(cè)
1、脫離線路時(shí)檢測(cè)
采用萬用表R×1K檔，在檢測(cè)前，先將電解電容的兩根引腳相碰，以便放掉電容內(nèi)殘余的電荷。當(dāng)表筆剛接通時(shí)，表針向右偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后表針緩慢地向左回轉(zhuǎn)，最后表針停下。表針停下來指示的阻值為該電容的漏電電阻，此阻值愈大愈好，最好應(yīng)接近無窮大處。如果漏電電阻只有幾十千歐，說明這一電解電容漏電嚴(yán)重。表針向右擺動(dòng)的角度越大（表針還應(yīng)該向左回?cái)[），說明這一電解電容的電容量也越大，反之說明容量越小。
2、線路上直接檢測(cè)
主要是檢測(cè)它是否已開路或已擊穿這兩種明顯故障，而對(duì)漏電故障由于受外電路的影響一般是測(cè)不準(zhǔn)的。用萬用表R×1檔，電路斷開電源后，先放掉殘存在電容器內(nèi)的電荷。測(cè)量時(shí)若表針不向右偏轉(zhuǎn)，說明電解電容內(nèi)部斷路。如果表針向右偏轉(zhuǎn)后所指示阻值很小（接近短路），說明電容器嚴(yán)重漏電或已擊穿。如果表針向右偏轉(zhuǎn)后無回轉(zhuǎn)，但所指示的阻值不是很小，說明電容開路的可能很大，應(yīng)脫開電路后進(jìn)一步檢測(cè)。
3、線路上通電狀態(tài)時(shí)檢測(cè)
若懷疑電解電容只在通電狀態(tài)下才存在擊穿故障，可以給電路通電，然后用萬用表直流檔測(cè)量該電容器兩端的直流電壓，如果電壓很低或?yàn)?V，則是該電容器已擊穿。
對(duì)于電解電容的正、負(fù)極性標(biāo)志不清楚的，必須先判別出它的正、負(fù)極。對(duì)換萬用表筆測(cè)兩次，以漏電大（電阻值小）的一次為準(zhǔn)，黑表筆所接一腳為負(fù)極，另一腳為正極。
二、電解電容的選用
1、要盡可能地選用原型號(hào)電解電容器。
2、一般電解電容的電容偏差大些，不會(huì)嚴(yán)重影響電路的正常工作，所以可以取電容量略大一些或略小一些的電容器代替。但在分頻電路、S校正電路、振蕩回路及延時(shí)回路中不行，電容量應(yīng)和計(jì)算要求的盡量一致。在一些濾波網(wǎng)絡(luò)中，電解電容的容量也要求非常準(zhǔn)確，其誤差應(yīng)小于±0.3－0.5。
3、耐壓要求必須滿足，選用的耐壓值應(yīng)等于或大于原來的值。
4、無極性電解電容一般應(yīng)用無極性電解電容代替，實(shí)在無辦法時(shí)可用兩只容量大一倍的有極性電容逆串聯(lián)后代替，方法是將兩只有極性電解電容的正極相連（或?qū)⑺鼈兊膬蓚€(gè)負(fù)極相連）。
5、在選用電解電容時(shí)，最好采用耐高溫的電解電容，耐高溫電容的最高工作溫度為105℃，當(dāng)其在最高工作溫度條件下工作時(shí)，能保證2000小時(shí)左右的正常工作時(shí)間。在50℃下使用80℃的電容時(shí)，其壽命可達(dá)2.2萬小時(shí)，如果此時(shí)使用高溫電解電容，其壽命可達(dá)9萬小時(shí)。
電容器的選用注意事項(xiàng)
在確認(rèn)使用及安裝環(huán)境時(shí)，作為按產(chǎn)品樣本設(shè)計(jì)說明書所規(guī)定的額定性能范圍內(nèi)使用的電容器，應(yīng)當(dāng)避免在下述情況下使用：
1、高溫（溫度超過最高使用溫度）；
2、過流（電流超過額定紋波電流），施加紋波電流超過額定值后，會(huì)導(dǎo)致電容器體過熱，容量下降，壽命縮短；
3、過壓（電壓超過額定電壓），當(dāng)電容器上所施加電壓高于額定工作電壓時(shí)，電容器的漏電流將上升，其電氧物性將在短期內(nèi)劣化直至損壞；
4、施加反向電壓或交流電壓，當(dāng)直流鋁電解電容器按反極性接入電路時(shí)，電容器會(huì)導(dǎo)致電子線路短路，由此產(chǎn)生的電流會(huì)引致電容器損壞。若電路中有可能在負(fù)引線施加正極電壓，選用無極性電容器；
5、使用于反復(fù)多次急劇充放電的電路中，如快速充電用途，其使用壽命可能會(huì)因?yàn)槿萘肯陆?，溫度急劇上升等而縮減；
6、在直接與水、鹽水、油類相接觸或結(jié)露的環(huán)境、充滿有害氣體的環(huán)境（硫化物、氨水等）、直接日光照射、臭氧、紫外線及有放射性物質(zhì)的環(huán)境、振動(dòng)及沖擊條件超過了樣本及說明書規(guī)定范圍的惡劣環(huán)境下，禁止使用電容器；
7、電容器安裝時(shí)，電容器防爆閥上方留有空間、爆閥上方避免配線及安裝其他元件、電容器四周及電路板避免安裝發(fā)熱元件。
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