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不同类型的电容器在设计中的作用

2019-08-02 16:55:00

非极化电容

非极化电容是没有极化的电容。例如，电池具有正极和负极端子并且必须以正确的方式插入，并且极化电容器也具有正极和负极端子，这意味着它们必须以特定方式插入。非极化电容器不具备此功能，可以从任意方向插入。

陶瓷电容器

陶瓷电容器是业内最常用的电容器，有许多不同的形状和尺寸。过去，最常用的电容器是圆盘陶瓷电容器 - 这些电容器仍在大规模生产中，并在原型制造中大量使用。

现代批量生产的电子产品不再使用陶瓷圆盘电容器，因为它们需要手动插入和焊接。他们现在使用看起来像小米色块的SMD（表面贴装器件）陶瓷电容器。这些电容器用于IC附近的电源线去耦，模拟电路和过滤AC/DC。

PCB上的陶瓷电容器示例。

薄膜电容器

薄膜电容器（也称为聚合物薄膜电容器）是大型矩形电容器，经常处于电源状态。与陶瓷电容器不同，薄膜电容器的额定电压高。它们更大的电容和非极化使它们在电源交流电路中特别有用。

薄膜电容器的电容通常在100pF和20μF之间，电压能力在100V和2000V之间，并且具有低ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）。这种电容器使用塑料如PP，PET，PPS和PTFE作为它们的介电材料。薄膜电容器的常见颜色是黄色，蓝色，红色和绿色，而大多数是矩形的，有些是圆角矩形。

完全依赖于制造商薄膜电容器是否有任何细节 - 包括它们的电容和部件数字印在他们身上。

薄膜电容器的例子：黄色，蓝色，红色和绿色。图片由Mouser提供。

极化电容器

极化电容器是具有正极和负极端子的电容器，这意味着它们必须插入在特定的方向。它们几乎从未出现在交流电路中（因为交流电路具有正电压和负电压），但有时会出现在小型扬声器和麦克风的音频耦合中。

与薄膜和陶瓷电容器不同，极化电容器可以承受大量电荷，并且最常见于直流电源情况，包括电源，焊接设备，缓冲和闪光灯点火。极化电容器也有不同的形状和尺寸，许多都值得打捞，因为它们可能有些昂贵且难以获得。

铝电解电容器

铝电解电容器有几种不同的封装，包括SMD和通孔品种。

尽管目前许多组件都是SMD（包括电解电容器），但仍然使用通孔铝电解电容器。其中一个原因是电容器的物理尺寸通常与其电容成正比，因此大于100μF的电容器太大而不能成为SMD元件。

通孔部件在物理上更强由于通孔板具有顶层，底层和孔作为机械锚点，而SMD元件仅具有顶层（可以剥离），因此比SMD元件。然而，同时，通孔元件可以从PCB表面突出，这可能导致杠杆作用（因此可以很容易地“敲掉”）。

虽然铝电解电容器提供低价格的大电容确实存在一些问题。其中一个最大的问题是它们的ESR（等效串联电阻）很大，这使得它们对突然变化的反应“缓慢”。

通孔电容器

通孔电容器种类可以是轴向的（端部的元件引线），也可以是径向的（下面的元件引线），并且具有负条带，指示哪个引脚是负引线。它们几乎总是印有信息，包括它们的工作电压和电容。

径向电解电容也可能在顶部金属盘上有一个特殊的交叉凹痕;这是一个压力释放盘，如果出现故障会导致电容器爆裂并且电容器因气体积聚而开始膨胀。

通孔电容器示例。

SMD电容器

SMD电容器品种是小锡罐，带有小塑料方形底座。负极引线通过气缸顶部的黑色标记识别，这些电容器上还印有信息。

与通孔品种不同，它们没有交叉压力释放系统，这很可能是因为低电压/低电容组合意味着在故障期间它们几乎不产生气体。

SMD电容器。图片由Elcap提供［CC BY SA 3.0］

钽电容器

钽电容器是一种电解电容器，它使用由氧化物包围的钽颗粒作为电介质，然后被液体或固体电解质作为阴极包围。由于使用氧化层作为电介质，钽电容器的尺寸可以具有非常高的电容，具有良好的频率响应，非常可靠，并且具有宽的工作温度范围。

然而，钽电容器非常不能容忍反向电压，并且已知在某些情况下着火。它们也无法很好地处理纹波电压，因此设计人员在波纹应用中使用它们时必须格外小心。

SMD品种的钽电容在较旧的设计中更常见（因为早期元件无法处理回流焊接）并且通常是矩形的黄色主体。通孔变形也是黄色的并且将成形为珠状。通孔上的正极引线可通过正极引脚上方的+标记识别，SMD正极引线可通过连接器旁边的实心条识别。

anSMD钽电容（左）和通孔钽电容（右）的示例。