电力电子常用的器件—电容篇

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电力电子领域常用的电容主要分为三大类：积层贴片陶瓷电容器、电解电容和薄膜电容。本文将从介质、特性、用途等多个维度对这些电容进行详细分类和介绍，并通过具体应用实例帮助读者更好地理解其选型和使用要点。

这类电容器根据介质的不同，可分为NPO、X7R、Z5U和Y5V四种类型：

介质	特性	用途
NPO电容器	铷、钐和一些其它稀有氧化物, 一类电介质（电容率低）	电容量和介质损耗稳定；低电容率；温度不敏感，具有温度补偿特性
X7R电容器	二类电介质（电容率高）	在相同的体积下电容量可以做的比较大
Z5U电容器	二类电介质	小尺寸和低成本；等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应；
Y5V电容器	钛酸钡，二类电介质	温度特性最差，介电系数随温度呈非线性变化，；容量大;介电系数特别高，介电常数随施加的外电场有非线性变化的关系

电解电容主要分为铝电解电容和钽电解电容两种：

介质	特性	用途
铝电解电容	容量大，能耐受大的脉动电流，容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波	电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等作用，广泛应用各种电子产品中
钽电解电容	优点：寿命长、耐高温、准确度高、滤高频谐波性能极好，体积小。缺点：价格也比铝电容贵，而且耐电压及电流能力较弱	用在对稳定性和漏电流要求高的电路中代替铝电解电容

薄膜电容根据介质的不同，可分为聚酯膜、金属化薄膜、聚丙烯（PP）薄膜、聚苯乙烯薄膜、涤纶电容和穿心电容等类型：

介质	特性	用途
聚酯膜	体积小，容量大；使用温度较宽（-55℃~120℃）；正温度系数；损耗角正切值tanδ随频率上升而较大，不适用于高频电路；	适用于稳定性要求不高的场合；广泛用于滤波、低脉冲电路；适用于直流和VHF级信号的隔直流、旁路和耦合
金属化薄膜电容	在聚酯薄膜的表面蒸镀一层金属膜代替金属箔做为电极	“自愈”特性，极大提高了电容器工作的可靠性；
聚丙烯（PP）薄膜	高频损耗极低；较小的负温度系数；绝缘电阻极高；介电强度高；较贵	适用于高频电路；适合做成高压薄膜电容及交流薄膜电容；适合作缓冲电容、启动电容；可用作EMI抑制电容器，抑制射频干扰和防止人和动物触电等。
聚苯乙烯薄膜	介质损耗小，绝缘电阻高，可用于高频电路；耐热性差，适合40℃~ +55℃的条件下工作；。极低泄漏电流；	适用于高频电路；应用于各类精密测量仪表；汽车收音机；工业用接近开关、高精度的数模转换电路
涤纶电容	介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好	各种直流或中低频脉动电路中使用，适宜做旁路电容，退耦和耦合用。
穿心电容	非常好的滤波效果	广泛用于音响上作分频用

介质	特性	用途
应用于功率因数校正（PFC）及谐波滤波的电容	较长的使用寿命；更高的抗浪涌电流能力和能量密度；且配置了三相过压分离装置	其在额定电压范围为230 V AC ~ 690 V AC，频率为50/60Hz时的无功输出范围为5.0 ~ 33 kvar
浪涌电容器	两面消光的油浸双向拉伸聚丙烯薄膜为电介质，并以边缘折叠铝箔作为电极	低损耗，高浪涌处理能力和可靠性
无感式高频吸收电容	采用聚丙烯薄膜作介质，加厚型双面金属化电极，芯子外裹黄色聚脂胶带，两端灌封环氧树酯	固有电感小，等效串联电阻低、损耗小、绝缘电阻高、频率特性好和能承受高电压、大电流脉冲
圆板型带导线电容器(中高压陶瓷电容)		广泛应用于一般电路
超高电压陶瓷电容	对电压具有高稳定性及高可靠性；频率特性好	适用于高压旁路和耦合电路中
高电压贯通型陶瓷电容器	防止宽频带时无用辐射的泄漏。高频特性优良。小型轻量。具有难燃性	用于微波炉等的磁控管中
独石电容（多层陶瓷电容）	在得到更大容值的同时，使寄生感抗更小，频率响応特性更佳；体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装	小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路

在选择电容时需要考虑以下因素：谐振电容容值，电压应力，电流应力，工作频段，体积，温度特性。常用作谐振电容的材质有MLCC贴片电容和聚丙烯薄膜电容。

下面是KEMET公司CKC33系列MLCC电容在不同频率下的耐压、耐流曲线：

下面是TDK公司B32641B系列聚丙烯薄膜电容在不同频率下的耐压、耐流曲线：

下面是深圳市天明伟业电子有限公司的大容量聚丙烯薄膜电容的寿命曲线：

对上述三种常用材质进行对比：