广电计量| 电容器基础知识介绍

电容器在电路中的作用

电容器是储存电量和电能（电势能）的元件。

电容器（Capacitor，业内通常简称电容，本文按业内习惯进行简称）在电子电路中起着重要的作用，具有隔离直流、连接交流、防止低频的特点。广泛应用于耦合、隔离直流、旁路、滤波、调谐、能量转换、自动控制等领域。电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下自由电荷的储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。

电容的功能分类

电容按功能分类主要有这四种：

滤波电容

滤波电容具有电极性，亦称其为电解电容。滤波电容在电路中的符号一般用“C”表示，电容量越大，滤波性能越好。为了获得更好的直流稳定系数，电容量一般选择在数百微法或数千微法以上。滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用。

去耦电容

电路中装设在元件的电源端的电容，连接在放大电路电源的正负极之间，防止电源内阻形成的正反馈引起的寄生振荡。此电容可以提供较稳定的电源，同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声，间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。

旁路电容

在AC-DC信号的电路中，电容通过电路的一点连接到电阻的两端或公共电位，为交流信号或脉冲信号设置路径，以避免交流信号元件通过电阻的压降衰减。

耦合电容

又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止工频电流进入弱电系统，保证人身安全。带有电压抽取装置的耦合电容器除以上作用外，还可抽取工频电压供保护及重合闸使用，起到电压互感器的作用。

电容的分类

电容种类较多:

▶按封装分有贴片电容、插件电容；

▶按介质分有铝电解电容、钽电解电容、陶瓷电容、聚酯薄膜电容、聚丙烯薄膜电容、聚苯乙烯薄膜电容、聚四氟乙烯薄膜电容、云母电容等；

▶按结构形势分，有固定电容、半固定电容、可变电容。

电容的性能参数

了解电容的内在关键参数，才能快速选型，可靠使用。

电容的关键参数包括：

▶标称电容量和允许误差

▶额定工作电压

▶绝缘电阻（漏电流）

▶介质损耗

▶品质因数Q

▶等效串联电阻ESR

▶允许的工作温度范围等

标称电容量和允许误差：电容量的大小表示电容器贮存电荷的能力。不同的材质的电容，由于不同的材质其介电常数有很大的差异，不同电容的容量会有很大的差别。

额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压。额定电压的大小与电容器所使用的绝缘介质和使用环境温度有关，其中与温度关系尤为密切。

绝缘电阻（漏电流）：电容器两极板之间的介质并非绝对的绝缘体，当电容加上直流电压时，电容器会有漏电流产生，两者之比称为绝缘电阻，若漏电流太大，电容器就会发热损坏。在所有的电容材质中，电解电容尤其是铝电解电容漏电流较大，故用漏电流表示其绝缘性能(与容量成正比)；其他电容器的漏电流是极小的，故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能。

介质损耗DF：电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，及损耗角正切值表示。损耗角越大，电容器损耗越大，损耗角大的电容不适用于高频情况下工作。与损耗角相关的这些参数决定于电容材质，所以不同材质的电容损耗角相差很大，铝电解电容的损耗角正切值可高达0.3，聚丙烯薄膜电容的损耗角正切值一般只有0.1~0.2%，而聚苯乙烯电容的损耗角可达0.03%。

品质因数Q：在高频电路中，由于频率较高，电容器所测量出来的介质损耗已经很小，不便于参考，因此，为了更好地了解它的高频特性，我们更关心它的品质因数Q，Q值就是介质损耗的倒数，即Q=1/DF。

等效串联电阻ESR：在电容器中所有损耗的总和叫做电容的等效串联电阻ESR，一般用毫欧姆来表示。

在设计时，高频下我们应考虑ESR和Q值对电路设计的影响，在低频下应考虑介质损耗DF对电路设计的影响。

广电计量的相关服务能力

电容器作为电路板中不可缺的一员，其稳定性直接影响整体的可靠性。从最小的器件出发，广电计量为集成电路的可靠性保驾护航。

广电计量可以提供以下电容相关的服务能力，包括但不限于：

电容量、损耗角正切、品质因数、绝缘电阻、漏电流、等效串联电阻、耐电压、温度特性验证等电参数测试，温度冲击、潮湿负荷、稳态寿命、老炼、耐纹波等一系列环境可靠性验证试验，以及X射线检查、可焊性、耐焊接热、瓷体强度、振动等物理试验。

并可以针对芯片半导体、分立器件、阻容感等元器件测试进行技术开发和电性能测试等服务。