电容器的作用

　　电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件，它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。

　　1、滤波电容：接在直流电源的正、负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电变平滑。一般采用大容量的电解电容器或钽电容，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。

　　2、旁路电容：接在交、直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

　　3、去耦电容：幷接在放大电路的电源正、负极之间，防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。

　　4、耦合电容：接在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

　　5、衬垫电容与谐振电容：主电容串联的辅助性电容，调整它可使振荡信号频率范围变小，幷能显著地提高低频端的振荡频率。

　　6、调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。

　　电容器的种类及特性

　　电容器是一种储能元件，是电子设备中常用的电子元件。电子技术中常用电容器来产生电磁振荡，改变波形、滤波、耦合等。电容器充电后储藏有电能，放电时强大的电流和火花可用来熔焊金属。大型的电力电容器还能用来提高电力设备的效率。

　　1、根据电容器的不同特点进行分类

　　(1)按结构及电容器是否能调节分

　　有固定电容器、可变电容器和半可变电容器。

　　(2)按介质材料的不同分

　　有机介质电容器(包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器等)、无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)、电解电容器(包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气体介质电容器(包括空气电容器、真空电容器和充气电容器等)。

　　(3)按作用及用途的不同分

　　有高频电容器、低频电容器、高压电容器、低压电容器、耦合电容器、旁路电容器、滤波电容器、中和电容器、调谐电容器。

　　(4)按封装外形的不同分

　　有圆柱形电容器、圆片形电容器、管形电容器、叠片形电容器、长方形电容器、珠状电容器、方块状电容器和异形电容器等多种。

　　(5)按引出线的不同分

　　有轴向引线型电容器、径向引线型电容器、同向引线型电容器和无引线型(贴片式)电容器等多种。

　　2、几种常见的电容器的结构和特点

　　(1)纸介电容器

　　用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成．它的特点是体积较小，容量可以做得较大．但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。

　　(2)薄膜电容器

　　结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯．涤纶薄膜电容，电容率较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小不能做成大的容量、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。

　　(3)陶瓷电容器

　　用陶瓷做介质．在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成．其特点是体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。

　　(4)云母电容器

　　用金属箔或在云母片上喷涂银层作电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。其特点是介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。

　　(5)玻璃釉电容器

　　由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成，介质再以银层电极经烧结而成“独石”结构性能可与云母电容器媲美。其特点是具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。

　　(6)铝电解电容器

　　它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带作正极制成．还需经直流电压处理，作正极的片上形成一层氧化膜作介质。其特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，有正负极性，适于电源|稳压器滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。

　　(7)钽、铌电解电容器

　　它用金属钽或者铌作正极，用稀硫酸等配液作负极，用钽或铌表面生成的氧化膜作介质制成．其特点是体积小、容量大、漏电流极小，贮存性良好，性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。

　　固态电容的选择

　　俗话说：外行看广告内行看工料，一款好的主板，好的电容、电感、电阻、稳压管等各种电器元件精益求精。最常用来评判一款主板质量优劣的要算电容了，相信板卡玩家已经发现固态电容大战已经开打，各家主板、显示卡莫不以全固态电容为号召点。到底固态电容还是电解电容好，各有何优劣点?

　　在认识电解、固态电容，首先需要了解一下电容的功能为何。因为电脑在运作时，其耗电量并不是固定的，因此所需电力随时在变动。但主板电压调整模块(Voltage Regulator Module，VRM)无法对这些不稳定变化产生够及时的响应，因此透过电容来储存电量，可以随时处理这些细微且经常变动的电压需求变化，并滤除杂波。主板供电模块部分，经常使用的电容有电解电容与固态电容两种，到底要如何辨识电解、固态电容，它们各有何优劣点呢?

　　电容器(或简称电容)的英文为Capacitor，电解电容的全名为液态铝质电解电容器，固态电容的全名为导电高分子铝质固态电容器(FPCON)。拿到一张主板或显示卡，要如何简单分辨电解电容与固态电容呢?通常电解电容的外层会包覆一层塑料膜，上头印有电容基本数据，最上方会有防爆线。固态电容的外层直接是铝制外壳，最上方印有电容信息，通常没有防爆线。(小提示：有部分容量较小的电解电容，因为空间限制，因此上头没有防爆线。许多人常将固态电容称为铝质电容，这是不太正确的讲法，因为不论是电解或固态电容皆采铝质外壳，只是电解电容的铝质外壳外，包覆了塑料膜，而让人有此误解。)

　　电解电容与固态电容的功能与构造大致相同，主要差别在于介电材料的不同，电解电容以液态的电解液作为介电材料，固态电容则以固状的功能性导电高分子聚合物作为介电材料。使用固态电容的优点，首先是不会爆浆。实验证明环境温度每升高10℃，电容的寿命就会减半。传统的液态电容因为工作时产生热量，会导致液体与铝制外壳发生水合作用，于是水分逐渐减少，从而导致电容功能不断降低和温度的升高，于是形成了一个死循环，最终电容鼓凸漏液，也就是常说的爆浆。

　　固态电容也会发生爆浆的情形，不过并不会流出电解液，爆掉的固态电容，在主板上看起来有歪斜隆起状，看起来像子弹射出后的样子。简单来说，电解电容爆浆的比例为固态电容的五倍。一般来说，在80℃工作环境中，固态电容的寿命可望高达50,000小时，约5～7年。一颗电解电容与一颗固态电容的成本约差了3～5倍。

　　另外，固态电容在高频下呈现较低的阻抗，从而即使是在超频的状态下，仍能稳定工作，固态电容能耐高涟波电流，固态电容具有超长的寿命，不同的温度下比液态电容寿命高60%到300%。最后，就是具有耐高温性。 我们可以看到，在供电的输出部分，使用固态电容是非常好的。如果，全部使用固态电容，增加成本会比性能的提升来得大，超频也并不会带来很大的提升。

　　一般来说，有生产线的品牌厂商在决定采购某批电容前，会自我进行电容的特性测试，测试的部分包括量测连波电流的高低变化，还有寿命测试等。寿命测试是最难进行的，因为动辄几千几万小时的电容寿命，测试时间至少得耗费数月以上。因此，将电容置放于高温潮湿的环境，连续不断烧机运行，将可比较出彼此的优劣。

　　测量电容器时应注意哪些事项

　　①用万用表测量时，应根据电容器和额定电压选择适当的档位。例如：电力设备中常用的电容器，一般电压较低只有几伏到几千伏，若用万用表 R × 1CK 档测量，由于表内电池电压为 15~22.5 伏，很可能使电容击穿，故应选用 R × 1K 档测量；

　　②对于刚从线路上拆下来的电容器，一定要在测量前对电容器进行放电，以防电容器中的残存电椅向仪表放电，使仪表损坏；

　　③对于工作电压较高，容量较大的电容器，应对电容器进行足够的放电，放电时操作人员应的防护措施，以防发生触电事故。

　　安规电容器的选择注意事项

　　一、抑制电源电磁干扰用电容器

　　当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压，还必须考虑到异常的脉冲电压（如闪电）的产生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。所以，跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定，故必须使用经过安全认证的电容器。

　　二、不允许将直流电容器用作跨线电容器使用

　　对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5kV的脉冲电压。

　　对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，用于电源跨线路连接时，能承受5kV的脉冲电压冲击，不致发生击穿现象。

　　安规电容器容量的限制

　　电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。

　　电容器故障处理的一般原则

　　（1）当发现电容器有：外壳膨胀、漏油、套管破裂、内部声音异常、外壳和接头发热、保险熔断、密集型的压力释放阀动作时。应立即切断电源。

　　（2）电容器开关跳闸后，应检查送电回路和电容器本身有无故障，若由于外部原因造成，可处理后进行试投，否则应对电容器进行逐台检查试验，未查明原因前，不得投运。

　　（3）处理电容器故障时，应先将有关开关和刀闸断开，电容器接地前逐相充分放电，星形接线电容器的中性点应接地，串联电容器及与整组电容器脱离的电容器应逐个放电，装在绝缘支架上的电容器外壳也应放电。

　　电解电容检测及选用

　　一、电解电容的检测

　　1、脱离线路时检测

　　采用万用表R×1K档，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷。当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来指示的阻值为该电容的漏电电阻，此阻值愈大愈好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容的电容量也越大，反之说明容量越小。

　　2、线路上直接检测

　　主要是检测它是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表R×1档，电路断开电源后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针不向右偏转，说明电解电容内部断路。如果表针向右偏转后所指示阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏转后无回转，但所指示的阻值不是很小，说明电容开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。

　　3、线路上通电状态时检测

　　若怀疑电解电容只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流档测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为0V，则是该电容器已击穿。

　　对于电解电容的正、负极性标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。

　　二、电解电容的选用

　　1、要尽可能地选用原型号电解电容器。

　　2、一般电解电容的电容偏差大些，不会严重影响电路的正常工作，所以可以取电容量略大一些或略小一些的电容器代替。但在分频电路、S校正电路、振荡回路及延时回路中不行，电容量应和计算要求的尽量一致。在一些滤波网络中，电解电容的容量也要求非常准确，其误差应小于±0.3－0.5。

　　3、耐压要求必须满足，选用的耐压值应等于或大于原来的值。

　　4、无极性电解电容一般应用无极性电解电容代替，实在无办法时可用两只容量大一倍的有极性电容逆串联后代替，方法是将两只有极性电解电容的正极相连（或将它们的两个负极相连）。

　　5、在选用电解电容时，最好采用耐高温的电解电容，耐高温电容的最高工作温度为105℃，当其在最高工作温度条件下工作时，能保证2000小时左右的正常工作时间。在50℃下使用80℃的电容时，其寿命可达2.2万小时，如果此时使用高温电解电容，其寿命可达9万小时。

　　电容器的选用注意事项

　　在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书所规定的额定性能范围内使用的电容器，应当避免在下述情况下使用：

　　1、高温（温度超过最高使用温度）；

　　2、过流（电流超过额定纹波电流），施加纹波电流超过额定值后，会导致电容器体过热，容量下降，寿命缩短；

　　3、过压（电压超过额定电压），当电容器上所施加电压高于额定工作电压时，电容器的漏电流将上升，其电氧物性将在短期内劣化直至损坏；

　　4、施加反向电压或交流电压，当直流铝电解电容器按反极性接入电路时，电容器会导致电子线路短路，由此产生的电流会引致电容器损坏。若电路中有可能在负引线施加正极电压，选用无极性电容器；

　　5、使用于反复多次急剧充放电的电路中，如快速充电用途，其使用寿命可能会因为容量下降，温度急剧上升等而缩减；

　　6、在直接与水、盐水、油类相接触或结露的环境、充满有害气体的环境（硫化物、氨水等）、直接日光照射、臭氧、紫外线及有放射性物质的环境、振动及冲击条件超过了样本及说明书规定范围的恶劣环境下，禁止使用电容器；

　　7、电容器安装时，电容器防爆阀上方留有空间、爆阀上方避免配线及安装其他元件、电容器四周及电路板避免安装发热元件。