電容器選用的基本知識(shí)（三）

三 電容器的種類

電容器由于電極的材質(zhì) 介質(zhì)和構(gòu)造的不同 有許許多多的種類 同時(shí)由于新材質(zhì)與介質(zhì)的出現(xiàn) 市上也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些新式的電容器所以電容器種類及其特性的辨認(rèn) 實(shí)是一從事電路設(shè)計(jì) 裝配及維護(hù)者所不可缺的知識(shí)。

由外形構(gòu)造方面來(lái)看 電容器有固定容量的有可調(diào)容量的 有圓筒型有方塊形 有餅狀的也有燈泡形的 外型的辨認(rèn)一般較為容易但有些內(nèi)部的結(jié)構(gòu)并無(wú)從由外觀辨別 除非在封裝體上有文字注記 又者 由于大部份電容器的生產(chǎn)均是供給裝配廠商的生產(chǎn)使用 他們有一些特定的規(guī)格是難以在封體上全部加以注記的凡此 在業(yè)余使用的情形下 唯賴使用者綜合自己對(duì)電容器的知識(shí)予以分析和選擇 以下所舉是一些常見(jiàn)的電容器的構(gòu)造與特性。

3.1 油浸紙質(zhì)電容 Oil impregnated Paper Capacitor

亦簡(jiǎn)稱為紙質(zhì)電容 它是以金屬箔 多為鋁箔 間以絕緣薄紙 再相間卷繞而成 繞成之后 先行真空干燥除去水份 再含浸絕緣油并予封裝而成。

油浸紙質(zhì)電容之容量穩(wěn)定性極高 耐壓通常亦在200 400或600V以上 沒(méi)有極性 適合在交流狀況下使用 在真空管機(jī)器中使用頗多 缺陷是單位容量之體積很大。

3.2 金屬化紙質(zhì)電容 Metallized Paper Capacitor

金屬化 Metallized是近年所發(fā)展出來(lái)的一種技術(shù) 即在介質(zhì)的一面以真空蒸著一層很薄的金屬以代替?zhèn)鹘y(tǒng)中以金屬箔片為電極的方法 金屬化技術(shù)的好處是可以縮小單位容量的體積 并且當(dāng)介質(zhì)遭到意外擊穿后 有自我恢復(fù) Selfhealing作用。

金屬化紙質(zhì)電容的構(gòu)造 是在絕緣紙上蒸著鋅或其它金屬后 再依油浸紙質(zhì)電容之制法予以卷繞 干燥 浸油 封裝而成 特性與紙質(zhì)電容差不多但體積較小 此類電容之注記為。

3.3 陶瓷電容器 Ceramic Capacitor

以圓片狀之陶瓷為介質(zhì) 在兩面鍍上銀離子 引線 封裝而成。

由于陶瓷成份不同 通常所之見(jiàn)陶瓷電容有兩類：

一 高介電率陶瓷電容器 High K Ceramic Capacitor即所用陶瓷之介質(zhì)系數(shù)極高可在很小的面積內(nèi)獲得較高的電容量 但由于介電率的影響 容量誤差可能較大 唯此類電容器因介質(zhì)特性及非卷繞而成 有極佳之高頻特性 是故通常使用于高頻傍路電路中。

二 溫度補(bǔ)償用陶瓷電容 Temperature Compensating Ceramic Capacitor使用具溫度補(bǔ)償特性之陶瓷為介質(zhì) 一般容量均不大 由數(shù)PF到數(shù)十PF并在頂端涂有紅 黑 黃等顏色 以資鑒別其溫度補(bǔ)償特性 通常用于極高頻電路之諧振或傍路。

3.4 聚乙酯膜電容器 Polyester Film Capacitor

通常稱為Mylar電容 是常見(jiàn)的塑料薄膜電容之一 以一種Polyethylene terephthalate ISO或簡(jiǎn)稱為PET的聚乙酯類塑料薄膠薄膜為介質(zhì) 并以金屬箔為宿極間繞而成 有有感式和無(wú)感式兩種繞法 是固態(tài)化電路中最常見(jiàn)的低容量電容 雜音指數(shù)低。

以大新 TSC制之PEF系列為例主要規(guī)范如次

工作溫度 –40度到+85度

容量范圍 0.001微法到0.47微法

容量誤差 有J=正負(fù)5% K=正負(fù)10%及M=正負(fù)20%三級(jí)

工作電壓 50 100V 200V 等三級(jí)

逸散因子 0.8%在25度到85度 1KHz時(shí)

3.5 金屬化聚乙酯膜電容器 Metallized Polyester Film Capacitor

介質(zhì)與 節(jié)所述之聚乙酯膜電容器相同 但不與金屬箔間繞 而是以金屬化技術(shù)蒸著鋁或鋅金屬再卷繞而成 通常使用無(wú)感式繞法并有方型或圓筒或扁筒以及與聚乙酯電容相同等數(shù)種外形 容量則較大。

以下是大新制普通形 電容之主要規(guī)范：

容量范圍 0.01微法到10微法

容量誤差 有K=正負(fù)10%及M=正負(fù)20%二級(jí)

工作電壓 100V 250 400V 630等

溫度范圍 -40度到+85度

逸散因子 1%

大新另有一替 MEE扁筒型 MET圓筒型 包裝之金屬化聚乙酯電容 規(guī)范與前者大約相同 兩者主要用于AC電路 交連 傍路 高頻濾波等。

3.6 聚苯乙烯膜電容器 Polystyrene Film Capacitor

聚苯乙烯簡(jiǎn)稱為PS亦為塑料薄膜之一種 多與金屬箔卷繞成筒狀 小容量之高頻電路應(yīng)用較多。

以下是大新制 PSE臥式 及PSA 電容之主要規(guī)范：

工作溫度 度到度

容量范圍 到微法

容量誤差 有正負(fù)正負(fù)正負(fù)及正負(fù)四級(jí)

電壓范圍 及等三級(jí)

逸散因子

值 容量小于 時(shí)最小為

3.7 聚丙烯膜電容器 Polypropylene Film Capacitor

簡(jiǎn)稱為PP電容 由聚丙烯膜與金屬箔間繞而成 有有感和無(wú)感式繞法兩種特點(diǎn)與Mylar電容相近唯一般之耐壓值略高。

大新制之PPN型電容即屬此類 主要規(guī)范如下：

容量范圍 0.001到0.47微法

容量誤差 分J=正負(fù)5% K=正負(fù)10%及M=正負(fù)20%三級(jí)

適用電壓 250V 400V 及630 三級(jí)

適用溫度 -40度到+85度

逸散因子 0.1%

3.8 金屬化聚丙烯膜電容器 Metallized Polypropylene Film Capacitor

以聚丙烯膜蒸著金屬后 卷繞制成之電容 單位體積容量加大 且有自我恢愎作用。

3.9 云母電容器 Mica Capacitor

以云母為介質(zhì)之電容器 因云母性脆不能卷繞 欲增加容量時(shí) 只能以層積法制造之 稱為層積型云母電容 Stuck Mica Capacitor 其外形多為方塊狀。

另外 亦可在云母上涂上銀化云母電容 其外型與塑料料電容近似 云母電容有極高的頻率響應(yīng) 常用于極高頻電路中。

3.10 鋁電解電容器 Aluminum Electrolytic Capacitor

利用高純度的鋁箔 先行腐蝕形成多孔性粗糙之表面 表面積擴(kuò)展 而后實(shí)施電解使表面形成非導(dǎo)電的氧化膜 以此氧化膜為介質(zhì)卷繞成之電容器。

電解電容器在單位體積內(nèi)之容量較一般電容均大 主要是因?yàn)殇X箔經(jīng)腐蝕后 有效的表面積可擴(kuò)張到10到50倍 而以氧化鋁膜為介質(zhì) 其介質(zhì)系數(shù)亦較一般介質(zhì)為高 在單位體積內(nèi)能產(chǎn)生極大的電容對(duì)電路運(yùn)用占有極大的優(yōu)勢(shì) 尤其在電源電路中 電容器的運(yùn)用似非電解電容器莫屬。

但是 相對(duì)地鋁箔電解電容和其它質(zhì)料的電容器相較 亦有它的缺點(diǎn) 例如：

• 內(nèi)部損耗大：此主要是由于電解液所形成的電阻 加上相對(duì)于容量下鋁箔及接點(diǎn)本身的電阻所形成 此內(nèi)電阻 在等價(jià)電路上為串聯(lián)電阻亦即影響逸散因子的因素。在大電流充放電時(shí)，可能會(huì)引致發(fā)熱等現(xiàn)象。
• 靜電容量誤差大：因?yàn)殡娊怆娙萜鞯拇蟛糠蛛娙萘渴且揽夸X箔表面凹凸不平的曲面及電解形成的氧化膜介質(zhì)所形成，而此二者不管在進(jìn)行處理或使用時(shí)，性質(zhì)均不安定，使得許多電解質(zhì)電容器的容量誤差為標(biāo)示值的-20％到+80％。為此項(xiàng)缺陷在電源電路中并無(wú)所影響。
• 漏電流大：主要是因?yàn)榻橘|(zhì)特性的關(guān)系，此在使用于交連等需要隔絕直流之處宜特別注意。
• 長(zhǎng)期儲(chǔ)存后，漏電流有增大及容量降低之傾向：此乃由于氧化鋁膜長(zhǎng)期浸漬在電解液中，使鋁膜的介質(zhì)特性劣化所致，但可于施加電壓若干時(shí)間后恢復(fù)之。

3.12 鋁固體電解電容

通常是以鋁粉燒結(jié)成粒狀物在經(jīng)化成以半導(dǎo)體為介質(zhì)形成陰極，陽(yáng)極則仍用電解鋁箔者，是為鋁固體電解電容，單位容量之體積較大，一般很少見(jiàn)。

3.13 鉭電解電容

采用高純度之鉭為陽(yáng)極片，構(gòu)造與電解電容器相似。但其陽(yáng)極除采用與鋁電解電容一般為鋁箔外，近年來(lái)以多改用鉭粉燒結(jié)，經(jīng)化成形成介質(zhì)面。由于陰極形成之不同，鉭電解電容亦如鋁電解電容一般，有濕式及固體兩種，濕式者以強(qiáng)酸電解液為陰極，固體者以二氧化錳及碳粉并焊錫導(dǎo)出陰極。鉭電解電容之信賴度，一般較鋁電解電容為高，但其制造成本亦高。