电容器设计指导硬件部文档编号产品版本密级xxxxV1.0内部产品名称电容器设计指导共46页（含本页）产品型号主要内容电容器设计指导作者：日期：2013.09.26审核：日期：批准：日期：思路一、电容概述1.1电容的定义1.2电容的特性1.3电容的分类1.4电容的容量1.5电容的容量单位和耐压1.6电容的标注方法和容量误差二、铝电解电容2.1铝电解电容的构造2.2铝电解电容特性2.2.1电容值2.2.2ESR、ESL和DF（损耗因数）2.2.3漏电流2.2.4额定电压2.2.5纹波电流2.2.6寿命2.3铝电解电容优劣性总结第1页/共41页电容器设计指导2.4设计注意事项三、钽电容3.1钽电容的构造3.2钽电解电容的特性3.2.1电容值3.2.2ESR、ESL和DF（损耗因数）3.3钽电容的三种失效模式3.4总结3.5设计注意事项四、陶瓷电容4.1陶瓷电容的构造4.2电容量4.2.1NPO电容器4.2.2X7R电容器4.2.3Z5U电容器4.2.4Y5V电容器4.3ESR值4.4设计注意事项五、三种电容差异性对比六、其他电容七、电容在电路中的作用7.1滤波电容7.2去耦（退耦）电容7.3旁路电容7.4去耦电容和旁路电容的区别第一节概述电容器是十分常见的电子元件，在电路设计中处处可见电容器的应用。本文将对电容器做一个较为详尽的介绍，并提供一些设计建议以及注意事项，旨在提高读者对电容器及其使用事项的认识。1.1电容的定义电容器就是一种存储电荷的容器，简称电容，由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成，它是一种储能元件，一般用符号C来表示，在电路中用于滤波、耦合、隔直、旁路、调谐、能量转换和延时等。属于全球用量最大的电子元器件之一，基本可以说有电路的地方就会有电容，电容的基本物理构造如下图所示。第2页/共41页电容器设计指导电容的容量公式：C=ε0∗εr∗Sd其中，ε0绝对介电常数：8.85∗10−12，εr为介质的介电常数，S为两个极板之间的有效表面积，D为介质的厚度。注意电容的串并联和电阻的串并联的计算方式是不一样的，从以上表达式中可以看出，对于电容量分别为C1和C2的两个电容：若其串联，相当于增加了两个电极板之间的距离，因此串联的总电容量将减少，最终的电容量为C=C1C2C1+C2若其并联，相当于增加了两个极板之间的有效表面积，因此并联的总电容量将增加，最终的电容量为C=C1+C21.2电容的特性电容器是存储电场能量的储能元件：C＝QU或者U＝QC其中，C：电容量（法）；Q：电量（库仑）；U：电容两端电压（伏特）因为电容器极板上的电量Q不能突变，它需要一个过程（充电），由此可知，电容两端的电压不能突变，因此对于直流电，作用于电容器时，电容器经过充电过程后电容两端的电压就会和电源电压相等（实际上可以这样认为，理论上充电过程需要无限的时间）通过它的电流也就降至漏电流这就时电容可以用来隔直流的原理。而对于交流电，作用与电容器时，电容器一直处于充电、放电反复循环，所以电容始终都有电流流过，这就是电容通交流的原理。由此可以总结出电容的两个最基本的性质：1、电容两端的电压不能突变2、通交流隔直流1.3电容器的分类电容器种类繁多，人们常按电容器绝缘介质材料的不同来分类，如下图所示。电容器按其可调节性又可分为固定电容器、可变电容器，其中使用最多的是固定电容器。可变电容器常见的有空气介质电容器和塑料薄膜电容器。第3页/共41页电容器设计指导图1-1电容器的分类本文主要介绍常用的三种电容器：铝电解电容、钽电解电容，陶瓷电容。从其制造工艺、结构特点入手，进而分析其性能特点、并介绍其典型应用即注意事项。1.4电容的容量电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πfc(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)。1.5电容的容量单位和耐压电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。每一个电容都有它的耐压值，用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、...
