電容器及其應(yīng)用

第1章電容器基礎(chǔ)知識(shí)1
1.1概述1
1.1.1什么是電容1
1.1.2什么是電容器1
1.2物理性質(zhì)2
1.2.1電容器的物理意義2
1.2.2平板電容器的電容2
1.3介質(zhì)3
1.3.1介質(zhì)的相對介電系數(shù)3
1.3.2介質(zhì)損耗3
1.3.3介質(zhì)擊穿3
1.3.4介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)3
1.3.5介質(zhì)吸收（弛豫時(shí)間）與殘余電壓4
1.4基本特性5
1.4.1電容器各參數(shù)間的關(guān)系5
1.4.2電容器的連接5
1.4.3電容器的主要作用6
1.5主要參數(shù)6
1.5.1額定電壓與介電強(qiáng)度6
1.5.2電容量6
1.5.3容量誤差6
1.5.4損耗因數(shù)7
1.5.5等效串聯(lián)電阻7
1.5.6溫度系數(shù)7
1.5.7工作溫度范圍7
1.5.8漏電流8
1.5.9壽命8
1.6參數(shù)的表示方式8
1.6.1電容器的分類8
1.6.2電容器的電容標(biāo)稱值及精度8
1.6.3電容量的表示方式8
1.6.4容量誤差9
1.6.5電容器的額定工作電壓9
1.6.6電容器額定電壓的表示方式10
1.6.7溫度特性10
1.7國產(chǎn)電容器的命名12
1.8附錄13
181數(shù)據(jù)表13
182電容器的儲(chǔ)能與電容量、端電壓的關(guān)系推導(dǎo)14
第2章薄膜電容器16
2.1概述16
2.1.1紙介電容器17
2.1.2有機(jī)介質(zhì)電容器17
2.1.3有機(jī)介質(zhì)電容器18
2.1.4金屬化電容器與箔式電容器21
2.2一般性能23
2.2.1電壓和電流23
2.2.2額定電容量/測量條件27
2.2.3損耗因數(shù)31
2.2.4絕緣電阻34
2.2.5氣候影響35
2.2.6自感、諧振36
2.2.7失效率與應(yīng)用條件的關(guān)系36
2.3在電子線路中的應(yīng)用38
2.3.1在振蕩電路、定時(shí)電路、延遲電路和濾波器中的應(yīng)用38
2.3.2在積分電路中的應(yīng)用40
2.3.3在采樣保持電路中的應(yīng)用40
2.3.4作為耦合電容器40
2.3.5作為HIFI膽機(jī)放大器的耦合電容器41
2.3.6一般應(yīng)用41
2.4電流參數(shù)及其在高電流、高dv/dt條件下的應(yīng)用41
2.4.1薄膜電容器中與電流相關(guān)的特殊參數(shù)41
2.4.2電容器電流的產(chǎn)生與薄膜電容器的dv/dt的承受能力42
2.4.3薄膜電容器的有效值電流承受能力43
2.4.4晶閘管中頻電源對諧振、相位補(bǔ)償電容器的要求44
2.4.5作為MOSFET開關(guān)與IGBT開關(guān)的緩沖電容器44
2.4.6作為高頻整流濾波電容器49
第3章陶瓷介質(zhì)電容器50
3.1概述50
3.1.1陶瓷介質(zhì)電容器50
3.1.2Ⅰ類陶瓷電容器50
3.1.3Ⅱ類陶瓷電容器51
3.1.4新型陶瓷電容器51
3.1.5還在用的陶瓷電容器52
3.1.6不太常用的陶瓷電容器55
3.1.7其他陶瓷電容器的稱呼與特點(diǎn)56
3.1.8陶瓷電容器制造工藝的名詞簡介57
3.2基本特性58
3.2.1Ⅰ類陶瓷介質(zhì)電容器的溫度性質(zhì)59
3.2.2Ⅱ類陶瓷介質(zhì)電容器的溫度性質(zhì)62
3.2.3頻率特性66
3.2.4電容量與直流偏置電壓的關(guān)系70
3.2.5陶瓷電容器所允許加載的交流電壓與電流同頻率的關(guān)系72
3.2.6脈沖處理能力73
3.2.7熱特性和電氣額定值74
3.2.8老化74
3.2.9測量條件的影響75
3.3陶瓷疊片電容器76
3.3.1陶瓷疊片電容器的結(jié)構(gòu)76
3.3.2陶瓷貼片電容器對頻率特性的改善77
3.3.3陶瓷貼片電容器的保管條件78
3.4陶瓷貼片電容器的保管與使用時(shí)需注意的事項(xiàng)78
3.4.1安裝與焊接78
3.4.2使用烙鐵進(jìn)行校正或手工焊接81
3.4.3清洗需要注意的問題82
3.4.4PCB 設(shè)計(jì)對焊接與安裝后元件的影響82
3.4.5黏合劑的正確應(yīng)用83
3.4.6助焊劑的應(yīng)用84
3.4.7波峰焊接84
3.4.8PCB 焊接錫量和彎曲強(qiáng)度85
3.4.9焊接錫量和溫度循環(huán)86
3.4.10PCB 材料的彎曲強(qiáng)度88
3.4.11陶瓷貼片電容器的抗斷裂強(qiáng)度88
3.4.12熱震蕩90
3.4.13焊錫耐熱性90
3.4.14使用烙鐵進(jìn)行校正時(shí)的熱震蕩91
3.5其他陶瓷電容器92
3.5.1圓片形陶瓷電容器92
3.5.2陶瓷疊片電容器93
3.5.3電容排94
3.5.4溫度補(bǔ)償型高頻多層片狀陶瓷電容器94
3.6大容量陶瓷電容器在旁路、高頻整流濾波中的應(yīng)用94
3.6.1大容量陶瓷電容器在旁路中的應(yīng)用94
3.6.2大容量陶瓷電容器在高頻整流濾波中的應(yīng)用97
3.7陶瓷電容器在定時(shí)電路、振蕩器、時(shí)鐘電路、延遲電路、
濾波器中的應(yīng)用99
3.8陶瓷電容器在高頻功率振蕩與發(fā)生中的應(yīng)用101
第4章電解電容器105
4.1引言105
4.2鋁電解電容器的基本知識(shí)106
4.2.1結(jié)構(gòu)106
4.2.2制作過程107
4.3鋁電解電容器電壓、電容量與漏電流109
4.3.1電壓109
4.3.2電容量111
4.3.3漏電流113
4.4鋁電解電容器的寄生參數(shù)對電特性的影響115
4.4.1等效電路115
4.4.2等效串聯(lián)電阻116
4.4.3阻抗頻率特性116
4.4.4損耗因數(shù)118
4.5鋁電解電容器的應(yīng)用狀態(tài)與壽命關(guān)系120
4.5.1額定溫度120
4.5.2環(huán)境溫度與壽命的關(guān)系120
4.5.3使用條件與鋁電解電容器壽命的關(guān)系121
4.5.4其他壽命問題125
4.6鋁電解電容器的應(yīng)用及注意事項(xiàng)127
4.6.1鋁電解電容器的ESR、紋波電流128
4.6.2紋波電流對鋁電解電容器的影響128
4.6.3鋁電解電容器的燃燒性131
4.7鋁電解電容器寄生參數(shù)的電路模型132
4.8鉭電解電容器的基本知識(shí)134
4.8.1結(jié)構(gòu)134
4.8.2一般標(biāo)準(zhǔn)135
4.8.3制作過程135
4.9鉭電解電容器的電參數(shù)136
4.9.1電壓136
4.9.2電容量137
4.9.3阻抗/等效串聯(lián)電阻138
4.9.4交流功率損耗140
4.9.5損耗因數(shù)141
4.9.6漏電流142
4.9.7環(huán)境的對鉭電解電容器的影響143
4.10多陽極鉭電解電容器144
4.11鋁聚合物電解電容器144
4111電壓參數(shù)151
4112電容量參數(shù)151
4.12鋁聚合物電解電容器使用上的注意事項(xiàng)152
4.12.1極性152
4.12.2確認(rèn)額定性能152
4.12.3外加電壓的限制152
4.12.4充放電電流的限制152
4.12.5故障與使用壽命152
4.13鋁聚合物電解電容器的應(yīng)用154
4.14鋁電解電容器在整流濾波中的應(yīng)用156
4.14.1額定電壓的選擇157
4.14.2選擇鋁電解電容器的最高工作溫度和壽命小時(shí)數(shù)158
4.14.3一般鋁電解電容器可以承受的紋波電流和
可能出現(xiàn)的實(shí)際紋波電流158
4.14.4開關(guān)電源輸出整流濾波161
4.14.5變頻器的整流濾波電容器的應(yīng)用注意事項(xiàng)164
4.14.6HIFI功率放大器的整流濾波電容器的選用165
415鋁電解電容器其他的應(yīng)用165
4.15.1旁路與耦合165
4.15.2抑制瞬變電壓166
4.15.3急劇放電的應(yīng)用168
4.16附錄168
4.16.1電解電容器正負(fù)極的辨認(rèn)168
4.16.2電解電容器的參數(shù)識(shí)別169
4.16.3電解電容器的自愈170
4.16.4各種類型電解電容器的參數(shù)171
4.16.5鋁電解電容器的現(xiàn)狀與發(fā)展189
第5章超級(jí)電容器193
5.1原理193
5.1.1雙電層原理193
5.1.2超級(jí)電容器的超級(jí)電容量的獲得194
5.1.3與電解電容器的異與同194
5.2電特性195
5.3國內(nèi)外的超級(jí)電容器的水平201
5.3.1超級(jí)電容器的電容量與ESR乘積201
5.3.2ESR的影響201
5.3.3漏電流202
5.3.4體積203
5.3.5數(shù)據(jù)203
5.3.6覆蓋范圍203
5.4串聯(lián)應(yīng)用中的均壓問題及解決方案203
5.4.1問題的提出203
5.4.2影響超級(jí)電容器均壓的因素203
5.4.3解決方案204
5.5超級(jí)電容器在汽車啟動(dòng)性能中的作用208
5.5.1蓄電池存在的問題208
5.5.2超級(jí)電容器與蓄電池組合改善汽車啟動(dòng)性能209
5.6在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車中的應(yīng)用210
5.7短時(shí)高峰值電流的應(yīng)用212
5.8在UPS中的應(yīng)用215
5.9浪涌電壓抑制216
5.10作為整流濾波電容器217
5.11其他應(yīng)用218
第6章抑制電源電磁干擾的電容器220
6.1特殊要求——電氣安全規(guī)則220
6.2連接方式223
6.3特性與主要參數(shù)226
6.4應(yīng)用227
6.4.1電源濾波器227
6.4.2晶閘管電路的電磁干擾的抑制228
6.4.3整流子電動(dòng)機(jī)的電磁干擾的抑制228
6.4.4安全事項(xiàng)229
第7章電力電子電容器230
7.1特點(diǎn)230
7.2基本特性230
7.3特殊性能235
7.3.1濾波與平滑電容器236
7.3.2變頻器專用薄膜濾波電容器的結(jié)構(gòu)與裝配方式237
7.3.3直流電壓支撐238
7.3.4諧振239
7.3.5放電239
7.3.6晶閘管換相239
7.3.7晶閘管吸收電路239
7.3.8GTO箝位與緩沖電路241
參考文獻(xiàn)243