[信息与通信]电容的分类和使用

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1、电容的分类和使用技术文件技术文件名称：电容的分类和使用技术文件编号：版本：文件质量等级：共17页(包括封面)拟制审核会签标准化批准第35页共35页电容的分类和使用目录1前言22铝电解电容器22.1等效电路模型22.2热传导等效电路模型及电容的安装32.3电容的串联和并联52.4电容工作寿命计算62.5电解电容的失效防范63片式钽电容83.1电性能及术语解释83.2交流操作、纹波电压和纹波电流133.3可靠性和失效率计算153.4钽电容器的安装193.5电容器的机械性能和热性能214陶瓷贴片电容214.1陶瓷电容

2、特性及与其它电容对比214.2应用领域224.3特点：234.4陶瓷电容的等效电路模型294.5安装指南（封装形式）294.6器件的工作模式294.7陶瓷电容故障294.8供应商介绍315有机聚合物电解电容325.1应用领域325.2优点：325.3缺点：325.4POSCAP电容的等效电路模型335.5安装指南（封装形式）335.6器件的工作模式335.7工作寿命计算345.8失效的模式和防范345.9计算实例355.10供应商介绍355.11不同公司产品的特性差异，以及特殊工艺方法介绍35第35页共35页电

3、容的分类和使用电容的分类和使用1前言我们的产品以往的很多故障都是因为元器件的使用不当造成的，所以说，在进行产品设计时，正确使用元器件是保证产品质量的关键，由于元器件的种类比较多，我们按大类来分别介绍，本部分主要介绍常用的几种电容的特性和使用。2铝电解电容器2.1等效电路模型铝电解电容可以等效为：等效串联电阻（ESR），等效串联电感（ESL），纯电容（C）和等效并联漏电电阻（Rleak）。（其中等效并联漏电电阻的大小由电介质的特性决定）电容器经充放电以后，由于存在电介质的电场残余效应，部分场能仍将储存在电介质中，

4、产生剩余电压。因此大容值铝电解电容器会在两极间跨接一短路放电电阻，以防意外。由于等效串联电阻（ESR）的存在，电流流过电容时，会产生一定的功率损耗。ESR值会随着电容“热点温度”的升高及电流频率的增加而减少。（“热点温度”是指电容绕组内部的最高温度），下图1是电容的等效ESR与温度和频率的关系曲线：图1若电流由基频和多次谐波构成，则须计算每次谐波产生的功率损耗值，并将计算结果相加以求得总损耗值。电容工作时的功率损耗会使其内部的温度上升，电容“热点温度”（Th）第35页共35页电容的分类和使用值将直接影响到电容器

5、工作寿命(Lop)：热点温度越高，工作寿命越短。为计算“热点温度”（Th）值，就必须知道电容器的等效热阻（Rth）。注意：在频率很高时，还应考虑到等效串联电感产生的热效应。电容的谐振频率(fR)，因电容器种类不同而不同。对于轴向穿心电容（PEG系列），谐振频率范围可从20kHz到1MHz以上；对于焊片式和螺栓连接式铝电解电容，谐振频率在1.5kHz至150kHz之间。如果电容器在高于谐振频率时使用，对外特性呈感性。1.1热传导等效电路模型及电容的安装电容器内部的热量，总是从温度最高的“热点”向周围温度相对较低的

6、部分传导。热量传递的途径有几种：其一是通过铝箔和电解液传导。如果电容被安装在散热片上，一部分热量还将通过散热片传递到环境中。从“热点”传递到周围环境中的总热阻用Rth来表示。以下图例1和2呈现的是：分别采用夹片安装和螺栓安装方式，将电容安装在热阻为2℃/W的散热片上，所得到的电容热阻值；图例3呈现的是采用螺栓安装方式，将电容安装在热阻为2℃/W散热片上、强迫风冷速率为2m/s时，所得到的电容热阻值。另外将延长的阴极铝箔与电容器铝壳直接接触，也是很好的降低热阻的方法。同时应注意铝壳会因此带负电，不能作负极连接。夹

7、片安装方式：Rth=3.6℃/W螺栓安装方式：Rth=2.1℃/W螺栓安装方式：Rth=1.8℃/W第35页共35页电容的分类和使用电容必须正确安装才能达到它的设计工作寿命。安装时确保安全阀朝上，这样热的电解液及蒸气才能在电容失效的情况下，从安全阀顺利排出。请看下图中安全阀的朝向。正确的朝向不正确的方式相比较夹片安装方式，螺栓连接的铝电解电容与底部散热片之间的接触更紧密，从而散热更有效。（夹片安装的电容器往往与底部散热片之间存有一个空气间隙）相比较夹片安装，螺栓连接电容器的安装方式要方便得多。固定用尼龙螺母的耐

8、压从2.5KV到4kV不等。当电容排列很紧凑时相邻电容间至少应留出5mm的间隔以保证适量的空气流动。使用螺栓安装时，螺母扭矩的控制非常重要。如果拧得太松，则电容与散热片间就不能紧密接触；如果拧得太紧，又可能使螺纹损坏。同时应注意电容器不应倒置安装，否则可能造成螺栓的折断。在高频应用中，电容两端引线应尽量短以减小等效电感。右下图为较佳的安装方式。铝电解电容安装时应尽量远离发热元件，否则过