来恩伟业（鹤壁）电子科技有限责任公司
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电容基本知识
1. 电容器的工作温度超过额定温度小于上限温度（亦称为最高温度，指电容器仍可维持运
作的最高温度）时，应对电容器降额使用。电压降额系数为1.25%每摄氏度。如额定温度85℃，工作温度105℃，最大工作电压为U(105℃)=(1-( 105-85)*1.25%)U R =0.75 U R 。 2. 热点温度（Hotspot ）：电容器内部最热点温度。温升：电容器热点温度和电容器周围环
境温度的差值。在负载状态下，环温和温升之和（即热点温度）不能超过上限温度。 3. 纹波电流（热稳定测试中的电流）和热点温度：Hotspot=amb+I 2×ESR ×R TH
热阻是散热界面的一个特性，简单理解是：发热元件经过散热器向外界散热，假如环境温度（ambient temperature ）是25摄氏度，散热系统的热阻(R TH )是2，元器件的功率
(I 2×ESR)是15，那么元器件的温度就会在25+15*2=55附近。
4. 电容器允许的峰值电流（耐久性试验中的1000次电弧开关放电试验电流）I PEAK =C ×(dU
／dt)，单位A= μF ×(V/μs)，影响因素：介质材料、介质宽度、电极材料、引出方式、内部结构和外形尺寸。
5. 电容器等效电路图
共振频率f 0=LC
14.3*21； 短路放电中电流为冲击电流， 为保证电容器的稳定性，最 根据此时放电波形计算频率， 大工作频率为1/3—1/2 f 0。 进而计算电感L 。
6. 方块电阻Ω/□=R/λ。Ω/□为方块电阻Ω；R 为被测量金属镀层的电阻Ω；λ试样有效
长度与宽度的比值。取5次结果的平均值为有效值。
7. 镀层厚度d =ρ/(Ω/□)，d 为金属镀层厚度mm; ρ电阻率10-3Ω?mm 2/mm 。 8. tg δ=ESR ×2πf ×C 损耗功率P D =U 2×2πfC ×tg δ×1000 ----mw=v 2×2πHzF ×1000
容量 100℃＞损耗＞20℃ ESR 绝缘电阻
温度 ↑ ↓ 略微降低 ↓
工作频率 ↑ ↓ ↑ ↓
湿度 ↑ 略微增大 可能增加 ↓
9. 工作电压（working voltage ）为绝对安全值；根据国际IEC 384-4规定，低于315V 时，
Vs=1.15×Vr ；高于315V 时，Vs=1.1×Vr 。Vs （短路放电电压）是浪涌电压，Vr 是额定电压(rated voltage)。
電容器選用的基本知識（上） 文/唐凌 在一般電子電路中，尤其是與Hi-Fi有關的各種電路包括HFIFAF 電容器使用的頻度，大致上僅次於電阻器然電阻器使用雖多，而其作用特性種類卻遠較電容器為單純，因為在一張線路圖上，我們常常可以看到有關電阻規格的說明是除特別說明外一律用碳膜1/2瓦，而電容器就沒有那麼方便了。 因為電容器的規格，除了電壓容量之外還有因結構不同而產生的種種形體及特性上的差異，若有選用錯誤，不僅電路不能工作，甚至於將發生危險包括損及其他零件和人體等本文擬就以業餘者為對象，敘述一般電容器的選用常識，因編幅有限，是特將其較實用者優先論述。 一電子電路中的電容器 電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達中，我們用它來產生相移，在照相閃光燈中，用它來產生高能量的瞬間放電等等，而在電子電路中，電容器不同性質的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均係來自充電與放電，所以，在不同用途之間，亦難免有其共同之處，例如傍路電容實際上亦可稱為平滑濾波電容，端看從哪一個角度來解釋。 以下係就一般習慣的稱呼做為分類，來說明電容器在不同電路中的作用和基本要求。 1.1直流充放電電容 電容器的基本作用既是充電和放電，於是直接利用此充電和放電的功能便是電容器的主要用途之一。 在此用途中的電容器，有如蓄電池和飛輪一般的功能，在供給能量高於需求時即予吸收並儲存，而當供給能量低於需求或沒有能量供給時，此儲存的能量即可放出電容器充放電的作用與
電池充放電的作用不一樣，電池不管在充電或放電時，所需之作用時間均較長，因此，它無法在瞬間吸收大量的電能，也無法在瞬間放出大量的電能。 圖1-1是常見的整 流電路，圖中二極 體僅導通下半週 的電流，在導通期 間把電能儲存於 電容器上，在負半 週時，二極體不導 電，此時負載所需 的電能唯賴電容 器供給。 在此電路中，你可能想到，電容器在正半週所充之電能是否足夠維持到負半迵使用關於這個問題，有三個因素來決定 1.交流電在正半週時能否充份供應所需能量 2.電容器在正半週的充電期間，是否能夠儲存充份的能量 3.負載所需的平均電能是多少。 以上三個因素之中，1.2.數字若很大，而3.的需求則很小，即使在理論上亦無法獲得純粹的直流，因為電容器並非在正半週的全部時間都在充電，而只是在正半週的電壓高於電容器既有的電壓時，才有充電的作用在電容器不接負載時漏電流亦不計，其充電的時間只是正半週的前四分之一週電壓上升時及至電壓上升到峰值後，第二個正半週就不再充電了當電容器接上負之後，開始放電，在不充電的時間內，放去了多少電能，在充電時才能回多少電能，正是因為這樣，所以紋波是無法等於零的。 通常的整流充放電電路，都是在交流接近峰值的極短時間內充電，然後做穩定的如前級放大器或不穩定的如B類放大器放電，而放電之量亦僅佔總電容量極小的部份但也有少數電路中的電容是做長時間緩慢充電而後在瞬間大量放電的，這類電路例如照相用之閃光電路和點銲機中之放電電路等，其電容所要求的特性自與一般整流用電容不一樣。 1.2電源平滑濾波及反交連電容
一、电池基础知识 1、一次电池和充电电池有什么区别？ 电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？ 另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么？ 充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。 另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。 但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。 但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换？ 每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电
深圳市青佺电子有限公司 电容器基本知识试卷 單位﹕ 姓名﹕ 分數﹕ 一﹑选择题（请把正确答案之序号填在前面之括号内）(答案每题不一定为一个/每题2.5分) （ ）1.本公司生产之电容器为﹕ A.铝质电容器 B.铝质电解电容器 C.电容 D.电解电容器 （ ）2.电容器能贮存（ ） A.电荷 B.能量 C.质量 D.负荷 （ ）3.表征电容器贮存电量之能力﹐称为此电容器之 A.容量 B.能量 C.质量 D.电荷 （ ）其一般表示单位为﹕ A. 法拉第（F ） B. 法拉（F ） C.安培 D.伏特 （ ）4.电路中表征电解电容器之组件符号﹕ A. B. C. D. （ ）5.本公司生产之电容器﹐其正箔由( )组成 A.铝箔且表面有一曾致密的氧化膜 B.铁箔 C.两者皆可 （ ）6.电容器真正之负极为﹕（ ） A.导针 B.铝箔 C.电解液 D.电解纸 （ ）7.本公司生产之电容器之构造: A.电解液 电解纸 正负导针 正负铝箔 B.电解液 电解纸 铝壳 胶盖 胶管 C. E/L 电解液 铝壳 胶盖 胶管 D. E/L 胶盖 胶管 铝壳 ( )8.正箔表面有一层氧化膜﹐它的作用是﹕ A.绝缘 B.非绝缘 C.导体 ( ) 9.电解纸之作用﹕ A.吸收电解液避免正负箔直接接触 B.隔绝正负箔 C.导电 ( ) 10.法拉第定律为﹕ A.d s C ∑= B. s d C ∑= C. s d c C ??= ( ) 11.电容器之电容量与两极间的相对面积成﹕ A.反比 B.正比 C.比例 （ ）13.电解电容器中两极间的距离指﹕ A.电解纸之厚度 B.氧化皮膜之厚度 C.电解纸与氧化皮膜厚度之和 （ ）14.电解电容器之三大特性分别为﹕ A.静电容量 损失角 泄漏电流 B.阻抗 静电容量 泄漏电流 C.静电容量 损失角 阻抗 （ ）15. 计算损失角之公式为（低频下）﹕ A.DF=fCR π2 B.DF=fCV π2 C.DF= CR π2 （ ）16.漏电流之单位﹕ A.V B. μA C.?
铅酸蓄电池基本常识 1、什么是放电效率？ 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比，主要受放电倍率，环境温度，内阻等到因素影响，一般情况下，放电倍率越高，则放电效率越低。温度越低，放电效率越低。 2、何为电池的倍率放电？ 指放电时，放电电流（A）与额定容量（A?h）的倍率关系表示。 3、何为电池的小时率放电？ 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数，称为放电时率。 4、何为电池的能量密度？ 指电池的单位体积所含的电能。 5、铅酸电池使用什么标准？ 电池标准分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。 6、电动车铅酸电池是如何命名的？ 车用铅酸电池名称叫做6-DZM-X，其中的X为后缀，X可以是8、10、12，代表电池的容量。6DZM代表6组单格电池组合成一块12V电压的电动车专用阀控密封免维护电池，如果是胶体电池，其标示方法为6-DJM-X。 7、铅酸蓄电池容量标示方法是什么？ 应当以C2为准，即以0.5C2电流放电，当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如：一块12V、12Ah 的电池，以5A电流放电，放电终止电压达到10.5V时，时间不能少于140min；
同样，一块12V、10Ah的电池，以5A电流放电到电压达到终止电压10.5V时，时间不能少于120min。其误差为0.1Ah 实际上行业标准规定：10Ah的电池，以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。 8、什么是电池的过充电能力？ 行业标准规定，铅酸蓄电池以1.2A电流连续充电48h，实际容量不得低于额定容量的95%。 9、什么是电池的过放电能力？ 行业标准规定，铅酸蓄电池开始放电电流为12A±1.2A、以定阻抗方式连续放电2.0h，实际容量不得低于75% 10、什么是电池的低温保存特性？ 行业标准规定，铅酸蓄电池在-10℃±0.1℃的环境条件下存放10h，实际容量不能低于70%。 11、如何评价铅酸蓄电池的寿命？ 以容量75%的深度放电，寿命不应低于350次。 12、铅酸电池有那些优缺点？ （1）优点——价格低廉：铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低，大多数用户能够承受。 （2）缺点——重量大、体积大、能量质量比低，娇气，对充放电要求严格。 13、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货？ 电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后，允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的
电容器基本常识
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電容器基本常識 一﹑電容器的基本構造﹕ 在正負兩極間加入介質（絕緣材料）乃是電容器的最基本構造﹒ 二﹑電容器的總類﹕ 1﹒含油紙質電容（Oil impregnated paper Capacitor） 以兩層以上的絕緣體當介質﹐在真空槽中含浸絕緣油﹐再予以封裝即可﹒ 2﹒金屬化紙電容（Metallized paper Capacitor） 3﹒聚乙酯膜電容（Polyester Film Capacitor） 4﹒金屬化聚乙酯膜電容（Metallized Polyester Film Capacitor）簡稱MPE 5﹒聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap 6﹒聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap 7﹒金屬化聚丙烯膜電容（Metallized Polypropylene Film Capacitor）簡稱MPP Cap. 8﹒雲母電容（Mica Capacitor） 9﹒陶瓷電容（Ceramic Capacitor） 10﹒鋁電解電容（Aluminum Electrolytic Capacitor） 11﹒空氣電容（Air Capacitor） 12﹒聚碳酯電容（PC） 以上凡是金屬化膜電容器皆具有自我恢復作用和小型化的特色﹐自我恢復作用是經電壓瞬時破壞後﹐仍會恢復﹐不致短路﹐因其材料上蒸著之金屬物氣化蒸發飛散之
電容器基本知識 一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器 二、代號：“C” 三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流 因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流 五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等 六、電容的串聯、並聯計算 1.串聯電路中，總容量=1÷各電容容量倒數之和 例： 2.並聯電路中，總容量=各電容容量之和 例： 七、電容的標示： 1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V 2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等 如：“104”表示容量為“100000pF” “Z”表示容量誤差“+80% -20%” “”表示工作電壓“50V” 八、電容的分類 1.按介質分四大類 1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)
2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器 3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5) 4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合) 2.按結構分四大類 1).固定電容器 2).可變電容器 3).微調電容器(半可變電容器) 4).電解電容器 3.按用途分 1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器 2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒) 3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等 九、我司主要使用之電容： 1).電解電容 2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容) 3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、嘜拉電容器) 電解電容(E/C) 一、概述 電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離(d)，此厚度可由化成來加以控制，由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。 即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。
1．滤波电容，去耦电容，旁路电容 2．电容特性 3．电容滤波电路 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用（转） 2007-07-28 11:10 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1）去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，等水过来，我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一（在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。）。 2）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路：从组件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。 我们经常可以看到，在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。 在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。
超级电容常识 超级电容基本知识 寿命 超级电容具有比电池更长的使用寿命，但是寿命也不是无限延长的。寿命终止失效模式为等效串联内阻的增加（ESR）升高和容量降低。超级电容实际的寿命失效取决于应用要求，比如长期置于 高温下，高电压和超电流将会导致ESR升高和容量降低。这些参数降低将会延长超级电容的寿命。 电压 超级电容具有推荐的额定工作电压，电压值是根据超级电容在最高的额定温度下最长寿命来设定的。如果使用电压超出额定电压，将会导致寿命缩短，若过压时间较长则内部电解液将会分解为气体，当气体的压力逐渐增强时，超级电容内部将会漏液或防爆阀破裂。 极性 超级电容采用对称的电极设计，正负极具有类似的结构，当电容首次装配时，任一电极都可以被当成正极或者负极，一旦超级电容被第一次充满电时，超级电容将会形成极性化。所以我们在生产过程中将会100%的充放电将极性定型，同时在每一个电容的外壳上面都有一个负极标志。提醒一点：虽然超级电容可以被放电使电压降低到零电压,但是电极还是保留非常少的电荷，此时变换极 性是不可以的。超级电容按照一个方向被充电的时间越长，他们的极性就变得越强。若此时更改极性将会使电容的寿命缩短或损坏。 环境温度 能量型超级电容的正常工作温度是-25℃--70℃，功率型超级电容的正常工作温度是-40℃--60℃，温度及电压对超级电容寿命有影响。一般来说，超级电容的环境温度每升高10℃，超级电容的寿 命就会缩短一半。也就是说在可能的情况下尽可能在最低温度下使用超级电容，那么就可以降低电容的衰减与ESR的升高。若低于正常室温环境下，那么可以降低电压以抵消高温对电容的负面 影响。相反在低温下提高超级电容的工作电压，可以有效的抵消超级电容在低温下内阻的升高。在高温情况下，电容内阻升高。在低温下，电容的内阻升高时暂时的，因为在低温下电解液的稠性升高，降低了电离子的远动速度。 放电特性 超级电容放电时，是按照一条斜率曲线放电，当确定应用时超级电容的容量与内阻要求时，最重要的就是要了解电阻及容量对放电特性的影响。在高脉冲电流应用时，ESR是重要的因素。而在低电流应用时，容量是最重要的因素。计算公式如下： Vd=I(R+T/C) Vd是起始工作电压与截止电压之差，I是放电电流，R是超级电容的（ESR），T是放电时间，C是电容的容量。在脉冲应用中，由于瞬间放电流很大，为减少电压的降幅，选用低内阻（ESR） 的超级电容，而在低电流应用中则需要选用高容量的超级电容。 充电方法 超级电容可用各种方法进行充电，如：恒定电流、恒定功率、恒定电压或与能量储存器，或者电源并联（如电池、DC变换器等）。如果超级电容与电池并联，加一个低阻值串联电阻将降低超级 电容的充电电流，并提高电池的使用寿命。但是如果使用串联电阻，必须要保证电容的电压输出端是直接与应用器连接而不是通过电阻与应用器连接，否则超级电容的低内阻特性将是无效的。在高脉冲电流放电时，许多电池系统寿命均会缩短。 超级电容最大充电电流I计算公式如下： I=V/5R I是推荐的充电电流，V是充电电压，R是超级电容的ESR。超级电容持续大电流或者高压充电，超级电容将会过度发热，过度发热将会导致ESR增加，电解液分解气化，缩短寿命、漏液、防爆 阀爆裂。如果要使用高于额定值的电流或电压充电请与生产厂商联系。 自放电与漏电流 以不同方法进行测量时自放电与漏电流在本质上是相同的，针对超级电容的结构，从正极到负极具备高的耐电流特性。也就是说保留电容电荷，需要少量的额外电流，这个电流就是漏电流。而当移除充电电压时，电容不在负荷时，额外的电流会促使超级电容放电，称为自放电流。 电容串联 单体超级电容的电压一般为2.5V或2.7V，而在许多应用领域要求高电压，超级电容可以设置串联的方法来提高工作电压。确保单一的超级电容电压不超过其最大的额定工作电压是很重要的，否 则会导致电解液分解产生气体，ESR升高，寿命减短。 在放电或者充电时，在稳定状态下因容量和漏电流的差异，都将会导致串联的超级电容电压不平衡现象。在充电时，串联的超级电容将起到电压分配作用，因此低容量单体超级电容将承受更大的电压。例如: 2.5V1F的超级电容串联，两个容量分别为+20%与-20%，则电压分配如下： V1=V供*（C1/(C1+C2)） V供是供给给串联两端的充电电压。 假设V1是+20%容量偏差的电容，若供应充电电压是5V,则： V1=5*(1.2/(1.2+0.8))=3V 所以，为避免超出3V的超级电容浪涌电压范围，串联超级电容的容量必须在同一个趋势范围内。在选择上可以用主动电压平衡电路来降低因容量不平衡而产生的电压不平衡。注意大多数的电压 平衡方法都是取决于具体的应用。 主动电压平衡 主动电压平衡电路能使串联的超级电容上的电压与额定电压驱同而不管有多少电压不平衡产生。同时在确保精确的电压平衡时，主动平衡电路在稳定的状态下只有非常低的电流，只有当电压超出平衡范围时才会产生比较大的电流，这些特性使得主动电压平衡电路是超级电容频繁充放电及如电池等能量组件使用的最理想电路。 被动电压平衡 被动电压平衡电路是忽略超级电容的低内阻直接用高电阻来做平衡电路的一种方式，采用与电容并联电阻进行分压，这就允许电流从高电压的超级电容上流至低电压的超级电容上实现电压的平衡。最重要的是选择平衡电阻值来提供超级电容更高电流的流动而不增加超级电容的漏电流。同时要注意：“漏电流在温度升高的时候会上升的”。 被动平衡电路使用在不频繁对超级电容进行充放电的应用，同时要能够承受平衡电阻的额外电流负载时推荐使用。使用平衡电阻时，建议使用平衡电阻的应能提供最差超级电容漏电流50倍以上 的额外电流，根据最高使用温度选择在3.3KΩ-22KΩ。尽管更大阻值的平衡电阻在大多数情况下也能工作，但其不可能在不匹配的超级电容串联时起到保护作用。 逆向电压防护 当串联使用的超级电容被快速放电时，低容量超级电容的电压将潜在地变为负电压。这是不允许的，同时会降低超级电容的使用寿命。一个简单的防护逆向电压的方法是在超级电容上的两端增加一个二极管。使用适当的额定的限流二极管替代标准的二极管，还可以保护超级电容出现过电压现象。在选择二极管时，“二极管必须能够承受电源的峰值电流”。 脉动电流 超级电容虽然有比较低的内阻，但是相对电解电容而言，其内阻还是比较大的，若应用在脉冲电流的环境中容易引起内部发热，从而导致电解液分解、ESR增加，从而引起超级电容寿命缩短。为了保证超级电容的使用寿命，在应用在脉冲环境中时，最好要保证超级电容表面的温度上升不超过3℃。 比能量： 是指电容器在单位重量或单位体积下所给出的能量。（通常也叫：重量比能量、体积比能量、能量密度）单位：WH/KG、WH/L 超级电容器的能量与本身的容量与电压有关。其计算方式： E=CV2/2 (单位焦耳J)
第1 页，共8 页 电解电容器简介 一.电容器基本原理: 1.电容器定义:一种能贮存电荷的电子组件. 2.电容器的构成: 由中间夹有电介质的两块金属板构成.当两极板分别带有等量异号的电荷Q时,若极间的电位差为V,则两者之比就称为电容器的电容量. AL2O3） 引导端 二.铝质电解电容器特色与原理之运用: 1.铝电解电容器的构造. 由阳极化成铝箔与阴极腐蚀箔、导针、电解纸、电解液结合而成 化成:利用电解液在直流电作用下在纯AL表面生产一层致密的AL2O3皮膜. 阳极箔经化成后，含有一高介电常数的氧化膜(AL2O3).此氧化皮膜当作阳极箔与阴极箔的绝缘层.氧化皮膜的厚度即为两箔间的距离(d),此厚度的厚薄可由化成来加以控制。由于氧化皮膜的介电系数高，且厚度薄，故电解电容器的容量较其它电容器的容量为高。电解电容器的实际阴极是与氧化膜接解之电解液。而阴极箔只是将电流传到电解液而已民，电解纸是用来帮助电解液之吸收及避免阳极箔、阴极箔直接接触，因磨擦而使氧化皮膜受损 2.E/C特色与原理之运用。 电容器是电子设备中大量使用的主要组件之一.它具有隔直流和分离各种频率的能力.广泛用在隔直流﹑耦合﹑旁路﹑滤波﹑谐振回路调谐﹑能量转换﹑控制电路中的时间常数组件等方面. 三. E/C电气特性介绍. 铝质电解电容器一般电气特性包括:←静电容量;↑损失角;→泄漏电流. 1.静电容量:表征电容器贮存电荷能力的大小. 静电容量: C= =ε(法拉第定律). ε—介电常数d—两极间距离s—两极间相对面积 电容器的标称容量:E24﹑E12﹑E6三个系列.分别适用于允许偏差±5%(Ⅰ级) ﹑±10%(Ⅱ级)﹑±20%(Ⅲ级)的规格.这三个系列内的数值是按下式计算并经过必要的修正得到,即: U Q d S
超级电容器部分知识和部分应用超级电容器部分知识和部分应用 又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor) 、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。
超级电容超级电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也有称作“电容电池”。 应用领域 1、税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程控交换机、无绳电话等的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源。 2、智能表（智能电表、智能水表、智能煤气表、智能热量表）作电磁阀的启动电源 3、太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。 4、手摇发电手电筒等小型充电产品中代替充电电池。 5、电动玩具电动机、语音IC 、LED 发光器等小功率电器的驱动电源。 超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。充放电时间：超级电容器可以快速充放电，峰值电流仅受其内阻限
1 ESR，是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串联电阻”。 理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串联在一起，所以就起了个名字叫做“等效串联电阻”。 ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。 比如，我们认为电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源啦一类的，都使用低ESR的电容器。 同样的，在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。 所以在多数场合，低ESR的电容，往往比高ESR的有更好的表现。 不过事情也有例外，有些时候，这个ESR也被用来做一些有用的事情。 比如在稳压电路中，有一定ESR的电容，在负载发生瞬变的时候，会立即产生波动而引发反馈电路动作，这个快速的响应，以牺牲一定的瞬态性能为代价，获取了后续的快速调整能力，尤其是功率管的响应速度比较慢，并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。这时候，太低的ESR反而会降低整体性能。 ESR是等效“串联”电阻，意味着，将两个电容串联，会增大这个数值，而并联则会减少之。 实际上，需要更低ESR的场合更多，而低ESR的大容量电容价格相对昂贵，所以很多开关电源采取的并联的策略，用多个ESR相对高的铝电解并联，形成一个低ESR的大容量电容。牺牲一定的PCB空间，换来器件成本的减少，很多时候都是划算的。 和ESR类似的另外一个概念是ESL，也就是等效串联电感。早期的卷制电容经常有很高的ESL，而且容量越大的电容，ESL一般也越大。ESL经常会成为ESR的一部分，并且ESL也会引发一些电路故障，比如串联谐振等。但是相对容量来说，E SL的比例太小，出现问题的几率很小，再加上电容制作工艺的进步，现在已经逐渐忽略ESL，而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。 顺便，电容也存在一个和电感类似的品质系数Q，这个系数反比于ESR，并且和频率相关，也比较少使用。 由ESR引发的电路故障通常很难检测，而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。简单的做法是，在仿真的时候，如果无法选择电容的具体参数，可以尝试在电容上人为串联一个小电阻来模拟ESR的影响，通常的，钽电容的ESR通常都在1 00毫欧以下，而铝电解电容则高于这个数值，有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆。
電容器基本常識 一﹑電容器的基本構造﹕ 在正負兩極間加入介質（絕緣材料）乃是電容器的最基本構造﹒ 二﹑電容器的總類﹕ 1﹒含油紙質電容（Oil impregnated paper Capacitor） 以兩層以上的絕緣體當介質﹐在真空槽中含浸絕緣油﹐再予以封裝即可﹒ 2﹒金屬化紙電容（Metallized paper Capacitor） 3﹒聚乙酯膜電容（Polyester Film Capacitor） 4﹒金屬化聚乙酯膜電容（Metallized Polyester Film Capacitor）簡稱MPE 5﹒聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap 6﹒聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap 7﹒金屬化聚丙烯膜電容（Metallized Polypropylene Film Capacitor）簡稱MPP Cap. 8﹒雲母電容（Mica Capacitor） 9﹒陶瓷電容（Ceramic Capacitor） 10﹒鋁電解電容（Aluminum Electrolytic Capacitor） 11﹒空氣電容（Air Capacitor） 12﹒聚碳酯電容（PC） 以上凡是金屬化膜電容器皆具有自我恢復作用和小型化的特色﹐自我恢復作用是經電壓瞬時破壞後﹐仍會恢復﹐不致短路﹐因其材料上蒸著之金屬物氣化蒸發飛散之
固﹒ 三﹑本公司之主要產品 本公司是以第3~7項為主要電容器製造商。可依序按有感﹑無感﹑材質之不同而 區分﹒ 四﹑生產流程 1﹒包漆型金屬化膜電容器流程（附件一）﹒ 2﹒包漆型無感電容器流程（附件一） 3﹒包漆型有感電容器流程（附件一） 五﹑電容器的電氣特性 1﹒使用溫度之範圍﹕ 係電容器加上額定電壓﹐能經過長期使用而不致破壞的最高和最低溫度之範圍﹐
电容的基础知识 常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。 图1 电容的外形 表1 常用电容的结构和特点
电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量 系列见表3。 表2 常用固定电容允许误差的等级 ±10%±20% (+20% -30%) (+50% -20%) (+100%-10%)
ⅡⅢⅣⅤ 表3 常用固定电容的标称容量系列 电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超 过电容的直流工作电压值。 表4是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值，只限电解电容用。 表4 常用固定电容的直流电压系列
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。 电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图2所示。第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上面的是小型纸介电容，下面的是立式矩开密封纸介电容。表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。 图2 表5 电容的类别和符号
表6 常用电容的几项特性
电解电容器简介 一.电容器基本原理: 1.电容器定义:一种能贮存电荷的电子组件. 2.电容器的构成: 由中间夹有电介质的两块金属板构成.当两极板分别带有等量异 号的电荷Q时,若极间的电位差为V,则两者之比就称为电容器的电 容量. 电介质（AL2O3） 引导端引导端（导针） 金属导体（正、负箔） 二.铝质电解电容器特色与原理之运用: 1.铝电解电容器的构造. 由阳极化成铝箔与阴极腐蚀箔、导针、电解纸、电解液结合而成化成:利用电解液在直流电作用下在纯AL表面生产一层致密的 AL2O3皮膜. 阳极箔经化成后，含有一高介电常数的氧化膜 (AL2O3).此氧化皮膜当作阳极箔与阴极箔的绝缘层.氧化皮膜的厚度即为两箔间的距离(d),此厚度的厚薄可由化成来加以控制。由于氧化皮膜的介电系数高，且厚度薄，故电解电容器的容量较其它电容器的容量为 高。电解电容器的实际阴极是与氧化膜接解之电解液。而阴极箔 只是将电流传到电解液而已民，电解纸是用来帮助电解液之吸收 及避免阳极箔、阴极箔直接接触，因磨擦而使氧化皮膜受损 2.E/C特色与原理之运用。 电容器是电子设备中大量使用的主要组件之一.它具有隔直流和分离各种频率的能力.广泛用在隔直流﹑耦合﹑旁路﹑滤波﹑谐振回 路调谐﹑能量转换﹑控制电路中的时间常数组件等方面.
三. E/C电气特性介绍. 铝质电解电容器一般电气特性包括:静电容量;损失角;泄漏电流. 1.静电容量:表征电容器贮存电荷能力的大小. 静电容量: C= =ε (法拉第定律). ε—介电常数 d—两极间距离 s—两极间相对面积 电容器的标称容量:E24﹑E12﹑E6三个系列.分别适用于允许偏差5% (Ⅰ级) ﹑10%(Ⅱ级)﹑20%(Ⅲ级)的规格.这三个系列内的数值是按下式计算并经过必要的修正得到,即: E24系列X= 10n =lg -1 其中n=1--24 E12系列X= 10n =lg -1 其中n=1--12 n 6 E6 系列X= 10n =lg -1 其中n=1—6 1.5，2.2，3.3，4.7，6.8 ，10 铝质电解电容器的标称容量应符合E6系列. 在国际单位制中，电容的单位为法（拉），一般用大写英文字母F表示，当电容器的两级分别带有等值异电荷q时，电量q与极板间相应的电位差UA-UB的比值，即C=q/(UA-UB)。 1F=1库仑/1V 1库仑=1安*1秒 1F=106μF=109nF=1012pF 2.损失角(tgθ or DF). 损耗角正切值标志着电容器本身在工作时的自身损耗的大小，这个损耗的大小可以定义为：在电容器被施加电压时，电容器产生的 损耗与电容器存储的功率之比
超级电容器是20世纪60年代发展起来的一种新型储能器件，并于80年代逐渐走向市场。自从1957 年美国人Becker申报的第一项超级电容器专利以来，超级电容器的发展就不断推陈出新，直到1983 年，日本NEC公司率先将超级电容器推向商业化市场，使得超级电容器引起人们的广泛兴趣，研究开发热潮席卷全球，不但技术水平日新月异，而且应用范围也不断扩大。 一、超级电容器的原理 超级电容也称电化学电容，与传统静电电容器不同，主要表现在储存能量的多少上。作为能量的储存或输出装置，其储能的多少表现为电容量的大小。根据超级电容器储能的机理，其原理可分为： 1.在电极P 溶液界面通过电子和离子或偶极子的定向排列所产生的双电层电容器。 双电层理论由19 世纪末H elm h otz 等提出。关于双电层的代表理论和模型有好几种，其中以H elm h otz 模型最为简单且能够充分说明双电层电容器的工作原理。该模型认为金属表面上的静电荷将从溶液中吸收部分不规则的分配离子，使它们在电极P 溶液界面的溶液一侧，离电极一定距离排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。于是，在电极上和溶液中就形成了两个电荷层，这就是我们通常所讲的双电层。双电层有储存电能量的作用，电容器的容量可以利用以下公式来计算： 式中，E为电容器的储能大小；C为电容器的电容量；V 为电容器的工作电压。由此可见，双电层电容器的容量与电极电势和材料本身的属性有关。通常为了形成稳定的双电层，一般采用导电性能良好的极化电极。 2.在电极表面或体相中的二维与准二维空间，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附、脱附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的法拉第准电容器。 在电活性物质中，随着存在于法拉第电荷传递化学变化的电化学过程的进行，极化电极上发生欠电位沉积或发生氧化还原反应，充放电行为类似于电容器，而不同于二次电池，不同之处为： （1）极化电极上的电压与电量几乎呈线性关系； （2）当电压与时间成线性关系d V/d t=K时，电容器的充放电电流为一恒定值I=Cd V/d t=CK.此过程为动力学可逆过程，与二次电池不同但与静电类似。法拉第电容和双电层电容的区别在于：双电层电容在充电过程中需要消耗电解液，而法拉第电容在整个充放电过程中电解液的浓度保持相对稳定。
第一讲 电容器的基本知识 一． 什么是电容器： 1． 所谓电容器就是由中间夹有电介质的两相对导体构成的元件。 ① 电介质：绝缘体（不能导电的物质），如胶木、塑料、木材、化成铝箔上的Al 2O 3氧化膜、环氧树脂、变压器油……等等； ② 导体（能导电的物质）：如金属（铜、铝……）、酸、碱、盐、电解液……等； 2. 电容器的基本构造及容量关系式； ① 平行板电容器模型： C O 电极间为真空 电极间为胶木 由上图可知，加了胶木作介质后，金属极板上的电荷增加了。 这是由于在电场作用下，嵌入的介质产生了极化现象，即介质中的分子、原子、离子的正负电荷在电场作用 下发生了位移。由C= 可知，此时Q 值增大，U 不变，C 也为之增大。另外，如将极板面积增大或减少（或错位），C 也随之增大与减少。将极板间的距离拉大或压小，C 也随之变小和变大。 ②电容量的关系式：C ∝ , ε= = ，表示介质极化的程度，叫 介电系数。 ③ C ∝ 的物理意义： 选用高ε介质，有效面积尽可能大的极板，高抗电强度（厚度小）的介质是设计 高比特性的电容器的有效途径。同时也回答了铝电解为什么要采用腐蚀箔，为什么要化 成Al 2O 3氧化膜，为什么卷绕时正负箔片不能错位，负箔要包住正箔等问题。 U Q U ε . s а Q Q 0 C C 0 ε . s а
同样其它电容器也都是围绕着这些参数的优化来设计的。 3．电容器的标称电容量与允许偏差： 铝电解电容器标称容量与允许偏差采用E6系列±20％允许误差。即以1.0，1.5，2.2，3.3，4.7，6.8这6个有效数值或其乘以10n (n为整数)倍数得到的有效数字作为标称容量。 其特点是某一数值的正误差极限差不多与下一个数值的负误差极限衔接起来。 如：150uF*120%=180uF 220uF*80%=176uF 如果壳号相同，则可改套，减少低容品；当然现在客户很多都甩开了系列，就更要求生产产商严格控制容量。 二．电容量的量纲与换算： 1．1F（法拉）=103mF(毫法)= 106uF(微法)= 109nF(纳法)= 1012pF(皮法)； 2．铝电解电容器的电容量采用uF为量纲，但成品编码大多以电容器PF为基点来命名。 如：电解电容器220uF，编码为227，即22*107PF=220uF； 1000uF，编码为108，即10*108PF=1000uF。 三．电解电容器的性能特点： 1．电容器的充放电性质： 在电容器两端子间通以直流电压时，瞬间有电流通过。待电容器两端达到电源电压后，电容器中基本上没有电流通过，这时断开电源，可发现电容器接电源正端的电极带正电，接电源负极一端带负电。也就是说电容器存储了电荷，这就是电容器的充电过程。这时如果将一电阻接在电容器两端，可以发现电阻上有电流通过，最终电容器两端电压将降为零。 也就是说电容器向电阻负载放了电，电容存储的电荷在电阻上转化为热能而消失掉了。这便是电容器所具有的重要特性——充、放电特性。电容器充放电瞬间大电流特性在工业上应用的例子如：储能式点焊机、闪光灯、放电加工、炸药点火装置等等。 2．隔直通交特性：
来恩伟业（鹤壁）电子科技有限责任公司 第1页 共1页 电容基本知识 1. 电容器的工作温度超过额定温度小于上限温度（亦称为最高温度，指电容器仍可维持运 作的最高温度）时，应对电容器降额使用。电压降额系数为1.25%每摄氏度。如额定温度85℃，工作温度105℃，最大工作电压为U(105℃)=(1-( 105-85)*1.25%)U R =0.75 U R 。 2. 热点温度（Hotspot ）：电容器内部最热点温度。温升：电容器热点温度和电容器周围环 境温度的差值。在负载状态下，环温和温升之和（即热点温度）不能超过上限温度。 3. 纹波电流（热稳定测试中的电流）和热点温度：Hotspot=amb+I 2×ESR ×R TH 热阻是散热界面的一个特性，简单理解是：发热元件经过散热器向外界散热，假如环境温度（ambient temperature ）是25摄氏度，散热系统的热阻(R TH )是2，元器件的功率 (I 2×ESR)是15，那么元器件的温度就会在25+15*2=55附近。 4. 电容器允许的峰值电流（耐久性试验中的1000次电弧开关放电试验电流）I PEAK =C ×(dU ／dt)，单位A= μF ×(V/μs)，影响因素：介质材料、介质宽度、电极材料、引出方式、内部结构和外形尺寸。 5. 电容器等效电路图 共振频率f 0=LC 14.3*21； 短路放电中电流为冲击电流， 为保证电容器的稳定性，最 根据此时放电波形计算频率， 大工作频率为1/3—1/2 f 0。 进而计算电感L 。 6. 方块电阻Ω/□=R/λ。Ω/□为方块电阻Ω；R 为被测量金属镀层的电阻Ω；λ试样有效 长度与宽度的比值。取5次结果的平均值为有效值。 7. 镀层厚度d =ρ/(Ω/□)，d 为金属镀层厚度mm; ρ电阻率10-3Ω?mm 2/mm 。 8. tg δ=ESR ×2πf ×C 损耗功率P D =U 2×2πfC ×tg δ×1000 ----mw=v 2×2πHzF ×1000 容量 100℃＞损耗＞20℃ ESR 绝缘电阻 温度 ↑ ↓ 略微降低 ↓ 工作频率 ↑ ↓ ↑ ↓ 湿度 ↑ 略微增大 可能增加 ↓ 9. 工作电压（working voltage ）为绝对安全值；根据国际IEC 384-4规定，低于315V 时， Vs=1.15×Vr ；高于315V 时，Vs=1.1×Vr 。Vs （短路放电电压）是浪涌电压，Vr 是额定电压(rated voltage)。