電容器在三個(gè)基本無(wú)源元件[L(電感)C(電容)R(電阻)]中產(chǎn)量最大,是任何電子線路不可缺少的充電放電、通交隔直的元件。電容器的種類(lèi)因電介質(zhì)的不同而各有所長(zhǎng),根據(jù)應(yīng)用目的不同而被廣泛用于濾波、定時(shí)、旁路、耦合、改善馬達(dá)啟動(dòng)功率等方面。
電容器的基本構(gòu)造如圖1所示
(圖1)
電容器的容量公式
C=Kεs/d
式中C=容量[F],K=真空時(shí)的介電系數(shù)(8.855×10-12),ε=介電系數(shù),s=電介質(zhì)的面積[㎡],d=電介質(zhì)的厚度。
因此,使用的電介質(zhì)厚度越薄、面積越大和介電系數(shù)越大,則電容器的容量越大。
電容器的分類(lèi)主要有電解電容器、陶瓷電容器、聚酯電容器等。下面著重介紹電解電容器中的有機(jī)半導(dǎo)體和高分子有機(jī)半導(dǎo)體(導(dǎo)電性高分子)固體電解電容器。
有機(jī)半導(dǎo)體鋁固體電解電容器
導(dǎo)電性高分子鋁固體電解電容器
(圖2)
鋁電解電容器的電解質(zhì)以往采用電解液,有機(jī)半導(dǎo)體和導(dǎo)電性高分子鋁固體電解電容器(OS-CON)采用了比以往的電解液導(dǎo)電性更高的有機(jī)半導(dǎo)體(TCNQ復(fù)合鹽)或?qū)щ娦愿叻肿硬牧?因而它的電解質(zhì)的導(dǎo)電性高,導(dǎo)電性受溫度的影響小。
OS-CON通過(guò)使用高導(dǎo)電性卷繞芯子,使電解質(zhì)層更薄,大幅度地降低了等效串聯(lián)電阻(ESR)。OS-CON雖然是電解電容器,卻達(dá)到了聚酯電容器那樣的卓越頻率特性。
OS-CON的構(gòu)造與鋁電解電容器相似,正負(fù)極分別采用鋁箔,中間加隔紙卷繞而成,與鋁電解電容器最大的不同在于用有機(jī)半導(dǎo)體或?qū)щ娦愿叻肿与娊赓|(zhì)取代電解液,封口采用環(huán)氧樹(shù)脂或者橡膠墊。
OS-CON的額定電壓2V-35V,容量1μF -2700μF,ESR最低達(dá)7mΩ,分插裝型和貼裝型。而且,導(dǎo)電性高分子材料較有機(jī)半導(dǎo)體的耐熱性更好。
OS-CON具有良好的電氣特性,主要表現(xiàn)為;
優(yōu)越的頻率特性
(圖3)
OS-CON、鋁電解電容器、鉭電解電容器的阻抗特性比較,OS-CON的阻抗-頻率曲線近乎理想值。在100kHz處OS-CON 56μF的阻抗與高性能鋁電解電容器1000μF基本上呈相同值,而且頻率越高時(shí)OS-CON與鋁電解電容器之間的容量比越大。
優(yōu)越的溫度特性
OS-CON的等效串聯(lián)電阻(ESR)基本上不受溫度的影響,ESR對(duì)于高頻段的阻抗(振蕩點(diǎn)附近)起著決定性的作用,ESR直接關(guān)系到削減噪聲的能力,ESR受溫度的影響小意味著削減噪聲能力受溫度影響小,可以得到整個(gè)保證溫度段的穩(wěn)定的削減噪聲效果,適用于要求低溫功能的戶(hù)外設(shè)備。
優(yōu)越的電壓特性
與陶瓷電容器比較OS-CON在額定電壓以下的容量基本上沒(méi)有變化,因而使用OS-CON不需考慮施加電壓后的容值下降問(wèn)題。
更大的允許紋波電流