電容量（CR）

電容器存貯電荷的能力，單位為法拉（F），微法（uF）或皮法（pF）。

1F = 103mF = 10?μF = 10?nF = 1012pF

標稱電容量以皮法拉（pF）為單位，用三位數字表示：

第1、2位數代表電容量的有效值數，第3位代表有效值后零的個數。如104代表10×10?pF；如果電容量小于10pF，則用R替代小數點，如9R1代表9.1pF。

依據GB/T2471-1995《電阻器和電容器優先數系》相關要求，對電容器的標稱電容量的選擇，除特殊要求以外，盡量符合E3、E6、E12和E24系列（見下表，以及表中所列數值再乘以10的n次方，其中n為正或負整數）

表1 電容器標稱容量優先系列編碼

從功能應用選擇討論

No.1

討論：設計師如何選取瓷介電容器標稱容量代碼？

2類瓷介電容器根據旁路、濾波等用途優先推薦E3,最多E6系列，設計師選用101、102、103、104、105、106等代碼的電容器最多。

1類瓷介電容器根據調諧、計時、高頻耦合、振蕩等電路，需要容量精確性，推薦選用E24系列。

電容量允許偏差指電容器實際電容量相對標稱電容量可允許的最大偏差，電容量的最大允許偏差及其表示符號如下表：

表2 電容器標稱容量允許偏差

No.2

討論：設計師如何選擇瓷介電容器標稱容量允許偏差？

2類瓷介電容器根據旁路、濾波等用途，以及2類瓷介電容器的固有老化特性，推薦選擇K及M精度的電容器，針對CR≥10μF的電容器推薦選擇M精度。

1類瓷介電容器根據調諧、計時、高頻耦合、振蕩等電路，需要容量精確性，推薦選用J精度（或C精度），在微波匹配時需要精確容量時，也可以選用B、F、G等更高精度。

損耗角正切（tgδ）

損耗角正切是在規定頻率的正弦電壓下，消耗在電阻上的有功功率和貯存在電容器中的無功功率的比值（見圖1）。

圖1 損耗角正切示意圖

在外加電壓作用下，單位時間內因發熱而消耗的能量，叫電容器的損耗。理想的電容器把從電源中得到的能量，全部貯存在電容器有介質中，不發生任何形式的能量消耗，事實上電容器在外加電壓的作用下是要消耗能量的，介質漏電流，緩慢極化（電偶極矩在電場作用下發生偏轉），內外電極金屬部位的等效電阻都會消耗一部分能量，形成電容器的損耗。過高的電容器損耗會產生熱量使電容器溫度升高，造成電路工作狀態不穩定，加速電容器的老化。介質損耗同電容量一樣，在實際使用中同溫度、工作頻率、電容器兩端所加的電壓有很大的關系。

絕緣電阻（Rj）

電容器的漏電流是陶瓷介質中體內漏電流與芯片表面的漏電流兩部分組成。我們把加在介質兩端的電壓和漏電流之比稱之為介質的絕緣電阻。理想電容的絕緣阻抗無限大，但是實際上電容存在寄生參數，故實際的絕緣阻抗有限，一般在兆歐級別，具體參見對應型號的規格書。

R＝U／I

電容器的絕緣電阻等于表面絕緣電阻與體內絕緣電阻相并聯而成。因此，電容器的絕緣電阻除了同其本身所固有介質特性外，同外界環境溫度、濕度等有很大的關系。溫度對絕緣電阻的影響主要表現在溫度升高時，瓷介的自由離子增多，漏電流急劇增加，介質絕緣電阻迅速降低。但防潮不好的小容量電容器表面漏電流較大，隨著溫度的升高，表面潮氣蒸發，表面絕緣電阻上升。

No.1

討論：瓷介電容器的漏電流有多大？

設計師關心瓷介電容器的漏電流問題，實際上瓷介電容器通常由于陶瓷介質絕緣性好，標稱容量值相對較小，采用絕緣電阻值進行表征，其阻值通常是兆歐級別，甚至幾千兆歐以上，這時候用漏電流表征就非常小，是μA、nA級。因此瓷介電容器常用絕緣電阻表征，而電解類電容器通常用漏電流表征。

電壓

電壓包括額定電壓、介質耐電壓和額定工作電壓。

（1）額定電壓，是電容器長時間正常工作時的最佳電壓，額定電壓也稱為標稱電壓。

通常瓷介電容器額定電壓范圍較廣，從4V至10KV，甚至更高。

（2）介質耐電壓，是在相互絕緣的部件之間或絕緣的部件與地之間，在規定時間內施加規定電壓，以此來確定元件在額定電壓下能否安全工作；能否耐受由于開關、浪涌及其它類似現象所導致的過電位的能力，從而評定元件絕緣材料或絕緣間隙是否合適。

根據瓷介電容器的耐壓試驗電壓，根據不同額定電壓的介質耐電壓試驗電壓如下表3：

表3 不同額定電壓電容器的介質耐電壓

注意：

①對于高壓多層瓷介電容器應將電容器放置在惰性介質中進行介質耐電壓，例如：電容器油等，以防止飛弧或大的漏電流；

②浪涌電流的限制：對于小于或等于1250V的電容器的最大電流應為50mA，對于大于1250V的電容器的最大電流為10mA；

③對于大容量（容量大于0.1μF）或高壓多層瓷介電容器（電壓超過100V），完成介質耐電壓試驗后，應采用10KΩ至50KΩ的電阻進行緩慢完全放電，防止快速放電，對電容器造成損傷或損壞，同時也防止電容器直接聯入電路中產生較大放電電流，損毀電路;

④低電壓注意事項：中高壓電容器在低電壓條件使用時，當使用電壓超過500V時，為防止電容器引出端之間出現飛弧，需要對電容器進行防護處理，如硅橡膠灌封或充氣體（六氟化硫、氮氣）等防護措施。

（3）額定工作電壓，指電容器在規定的溫度范圍內，能夠連續可靠工作的最高電壓。

電容器選擇時應充分考慮電容器在電路中遇到的各種電應力的承受能力，同時，應考慮電壓對容量、損耗的影響：一般采用降額使用以延長電容器的工作壽命，使用中電容器的直流電壓與交流峰值電壓之和不得超過降額后的直流工作電壓。

No.1

討論：額定工作電壓是直流還是交流？

瓷介電容器目前通常標注的都是DC直流電壓，使用過程中直流電壓中疊加的交流紋波電壓，但需要注意直流電壓與交流峰值電壓之和不得超過降額后的直流工作電壓，并且需要降額工作。當用于工頻交流時建議選擇AC交流電容器或安規電容器。

No.2

討論：電壓降額選擇？

III級降額：按70%的額定電壓使用，在一般場合應用；

II級降額：按60%的額定電壓使用，在軍用場合或重要、關鍵電路中應用；

I級降額：按50%的額定電壓使用，在軍用場合或重要、關鍵電路中應用；

其他：在大功率、低阻抗電路中使用時，按30%的額定電壓降額使用。

依據GJB/Z 35-93《元器件降額準則》，不同應用的降額等級可按表4推薦選擇：

表4 不同應用領域的降額等級

編輯：黃飛