电容元件
开关插座安装-修身养性的名言
2023年2月23日发(作者：间羟胺)电容
电容通常是电路中使用最多的元件,目前常用的有MLCC多层陶瓷电容以及SolidTAN电容。
2.1电容的指标
耐压指标额定电压ratedvoltageUR允许的加到电容两端的最大持续直流电压。常说的电
容耐压指的就是这个数据。电容的结构，材料，体积（绝缘层的厚度）决定其耐压值。反向
电压reversevoltage对于有极性电容polarcapacitor，要求两端电压方向不能变反.
通常的极性电容都能容忍偶尔的短时间的反向电压，长时间加上较大反向电压可能导致破坏
性后果。即便不发生破坏性后果，也会导致容量变小，损耗增大。
容值
ACCapacitance
利用测试用正弦波测试电容AC阻抗得到的容值。有120HZ和1KHZ两个标准。测试电压
<0.5Vrms,DCbias在2v左右。(有较为通用的业界标准)
DCcapacitance
利用充放电和RC定时电路得到的容值。通常情况下DCcapacitance要比ACcapacitance大
一些，在耐压低的电容上差别还要明显。电容上标称的电容为额定值，一般是指AC
capacitance，而且是在一定的测试方法下测得的,测试条件变化,将得到不同的容值。
Temperaturedependence
电容温度变化时，容值也将发生变化。一般标称值是指室温下的容值。温度升高，容值增大，
低耐压和大电容受温度的影响要严重一些。
Frequencydependence
电容容值受到工作频率的影响，当频率升高时，由于受杂散电阻和杂散电感的影响，阻抗下
降没有那么快。这直接导致了测量的ACcap（等效的容值）变小。下图为某电容的测试情
况。
Dissipationfactortanδ损耗因素（损耗正切）
其是电容的等效串联电阻ESR与其容性电抗的比值，或者说是其消耗的power（有功）与其
反射的power（无功）的比值。该值反映了电容的能量损耗，因为纯电容是不消耗能量的。
工作频率高时，介质损耗增大。不同介质材料相对温度的损耗特性复杂一些。一般，温度升
高，介质损耗增大。而对于通常材料的TAN，NB,在常温下,损耗最小.温度升高,降低都会导
致损耗增大.电容的损耗因素与电感的Q值相当,都反映了其的品质.
Impendence：
ESR:dielectriclosses和引线封装引起的，受频率，温度影响。通常来讲f升高，ESR降
低，但此时损耗还是增加的。温度升高时，ESR也是降低的。ESL：封装引线引起的，受频
率影响，基本不受温度影响。
上图为某电容的典型阻抗特性，其经历了如下几个阶段。
Ripplecurrent
允许通过电容的交流电流的RMS值（均方根值），可能是纹波或周期的工作电压引起的。依
据损耗因素的定义，电容本身需要消耗一定的能量。这将引起电容自身温度上升，如果受到
电容体积和layout的限制，导致散热不良，将影响电容的寿命和性能。当环境温度较高时，
允许的纹波电流应该更小。电容手册中给出了纹波电流的指标，但是温度和频率变化时，其
允许的纹波电流也是变化的。纹波电流产生的热量是影响电容寿命的主要因素，因此在纹波
电流较大的场合，应该尽可能的选择较大的耐压和容值的电容。
2.2电容的常识
2.2.1.电容的标称值
通常使用的E12code,这点类似于电阻的命名.
2.2.2电容的封装，精度，耐压
同电阻的封装命名
CASEM1608
CASEP2012
CASEA3216
CASEB3528
CASEC6032
CASED7343
精度：K+-10%M+-20%
耐压:0J6.3V1A10V1C16
2.2.3常用电容的特性
同样case的的电容封装中，耐压值和电容值是不可兼得的，可以认为成反比。同样case的
电容封装，成本与耐压和容值的乘积成正比。
MLCC多层陶瓷电容
陶瓷电容的4个等级
C0G:0+/-30ppm/C(-55-125C)
X7R:+/-15%(-55-125C)
X5R:+/-15%(-55-85C)
Y5V+20%,-80%(-35-85C)
TAN电容
Solid钽电Pos钽
常用电容的特性比较
钽电解电容可以较小的封装获得较大的容值.而陶瓷电容普遍容值较小。
钽电解电容的ESR普遍在1ohm数量级(几ohm,几百ohm)，而MLCC普遍在100mohm以下。
钽电解由于封装和结构的原因,ESL也较大。陶瓷电容可以允许较大的纹波电流，因为其ESR
较小，所以，同样的ripple下，功耗小。
不同电容的温度特性是不一样的,Y5V的温度特性较差,因此不适宜在敏感电路出现。
X7R的系列MLCC在DCbias时容值变化不大，而Y5V在DCbias时容值变化很大，钽电
容则基本不受DCbias的影响，所以，尽量的选用耐压高的陶瓷电容的。
通常X7R的电容在dcbias到ratedvoltage时有15％～20％的容值下降。而对于Y5V
则有80％的下降，
陶瓷电容由于固有的结构,在音频段会有嗡嗡声.如果PCB设计不当,这个噪声会与结构产
生共振,更加恶化.所以一般音频通路上不建议使用陶瓷电容.
2.3电容的选择原则
1.耐压
尽可能选择高耐压的电容。陶瓷电容一般要留30%的裕量，钽电容要满足50%的裕量，Y5V则
要求裕量更高。
2.容值
尽量不要选择在某封装和耐压下，最大可能的容值。因为这种电容受工艺影响，替换余地小。
对容值要求不高的场合，可就近选择常用容值使用。如果是对容值要求较高的场合，比如匹
配，则需要精确计算，并合理考虑，温度，误差，以及寄生效应的影响。
在一些对ESR要求较高的滤波，退耦等场合，应该选择ESR较小的产品。而在一些对ESR要
求不高的场合，比如耦合，可以放松对ESR的要求。
4.封装和纹波电流
根据应用场合的纹波电流，留足裕量，选择合适封装和纹波等级的产品。
2.4电容的通常用法
1退耦电容
根据器件的工作频段合理选择容值，并放在合适的位置。
2.滤波电容
电源线上的滤波电容应该尽量选择大的容值，并按高频,低频分开滤波的原则进行。
信号线上的滤波电容要根据工作频率合理选择，并注意对驱动能力的要求。