电容基础知识（不同材质高压贴片电容器的性能和应用事项）

不同材质高压贴片电容器的性能和应用事项

下面是不同材质_器的性能和应用事项：

①NPO电容器

NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm／℃，电容量随频率及相对使用寿命的变化都非常小。

随封装形式不同，其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的NPO电容器要比小封装尺寸的频率特性好。

NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。

②X7R电容器

X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15％，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，但是要比Z5U和Y5V电容器好得多。

X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

③Z5U电容器

Z5U电容器称为“通用”陶瓷片式电容器。它最主要优点的是小尺寸和低成本。对于已经讲过的三种片式电容来说，在同样的体积下，Z5U电容器具有{zd0}的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，另外介质损耗可以达到3％。

尽管它的容量不稳定，但是这种电容器所特的体积小、等效串联_(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、以及良好的频率响应等优点，使得这种电容器还是获得了广泛的应用，尤其是在退耦电路的应用中。

④Y5V电容器

Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到+85℃范围内其容量变化可以达到+22％至-82％，另外介质损耗可以达到5％。但是Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4．7μF的电容器。

下面是用以说明片式电容器性能的主要技术指标：

①容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的{zd0}偏差范围。

常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D级：±0．5％；F级：±1％；G级：±2％；J级：±5％；K级：±10％；M级：±20％。

②额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的{zd0}直流电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。

③温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。

④绝缘电阻：用来表明漏电大小的。一般小

容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。

⑤损耗：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。

⑥频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。

在实际使用中，除了要注意环境温度变化对电容器电容量变化的影响外，还要注意工作电压和储存时间对电容器电容量变化的影响。

①电容器的使用电压对电容器的电容量有影响，稳定性低的介质，在施加额定工作电压后容量会大幅度下降(见图3)，以至达不到使用效果，这一点在选择电容器时必须给以充分注意(不能一味追求大容量和小体积，必须在容量和使用电压上留有充分余地)。

②储存时间对电容器的容量也有影响，对超稳定的电容器，如COG和X7R，随时间增长电容器容量的变化不大。可是Z5U／Y5V这类电容，随时间增长，存放1 000小时的电容量变化可以高达5％～10％，或更大。但是这类电容器容量的老化是可逆的。每次将电容温度升到125℃，老化过程便重新开始。所以当这类电容器的存放时间超过1000小时后所发生的容量偏低现象不属于产品的质量问题，其特性是符合国际规范的。对于容量偏低的电容器的通用解决办法是，即将电容器放在150℃左右的环境下预热1小时。其电容量就恢复正常值。

2 片式电容器在设备电磁干扰抑制中的应用

片式电容器在一般电子电路中的主要应用有：滤波、耦合、去耦、旁路、谐振、时间常数(定时)和反馈等等。其中：

①滤波：并联在电源电路的正负极之间，把电路中无用的交流去掉(或将整流后的单向脉动电压中的交流分量滤掉，使单向脉动变成平滑的直流)。

②去耦：并接于电路电源接线的正负极之间，可防止各部分电路通过电源内阻引起的相互干扰(严重时还会产生寄生振荡)。

③旁路：并接在电阻两端或由某点直接跨接至共用电位点，为交直流信号中的交流或脉动信号设置一条通路，避免交流成分在通过电阻时产生压降。

片式电容器在设备中的电磁干扰抑制，实际上只是片式电容器在电路中应用的一个方面，只不过为了突出《片式电磁兼容对策器件》中的“对策”作用，才把它专门列成一节。

上面讲到的电源线路滤波和去耦也是设备电磁干扰抑制应用的一部分。此外还有信号线的共模滤波，信号线和电源线的辐射抑制等。

为了使片式电容干扰抑制的效果更加显现，有时往往还要与片式磁珠和片式电感器结合起来一起使用。现时还有一种将电容和电感综合在一个元件里的片式叠层复合器件可以供应，使得使用更加方便，使用效果也更好。

3 片式电容器的线路形式

1)片式二端电容器

二端形式的片式电容器是使用最普遍的片式电容器，这里以日本村田制作所产品为例给说明。

村田的片式电容器产品极其丰富，有一般的去耦和滤波用电容器(规格多、容量大，还有排容产品)，以及频率控制、调谐和阻抗匹配用电容器(带温度补偿)，高速和高频电路去耦用电容器(低电感和低电阻)，中、高压转换用电容器(高电压、大容量)，交流电路用电容器(符合安规要求)以及汽车传动与安全设备专用电容器等等。用户可根据不同需要予以选择合适的电容器