电容器在射频与微波电路中的运用
一、电容器基本高频参数：
1．电容器高频等效电路图：
一个实际的电容器在极低频时，可以把它看作为一个单独的电容器来使用。但是，一旦频率上升到射频、微波阶段，电容器随频率而来的寄生参数就不能忽略了。下图是一个电容器在高频下的等效电路图，其中等效并联电阻Rp（由电介质损耗而来）在图上没有画出，因为Rp仅在低频下起作用，高频下没有影响（由于高频下“趋肤效应”的影响，电介质损耗在高频下几乎不起作用）。
图1
其中：C为所需电容、Rs为等效串联电阻(ESR)、Ls为等效串联电感（ESL）、等效并联电容（Cp）
２．串联谐振频率(FSR)、并联谐振频率(FPR) :
由电容器的高频等效电路图出发，首先讨论电容器的两个谐振频率：即串联谐振频率(FSR)、并联谐振频率（FPR）。
由电路图可以得到此模块的阻抗表达式：Z =1/(jwCp+1/(Rs+jwLs-j/wC))w为角频率。所谓谐振频率，是指阻抗频率变化中，净电抗为零时的频率。此阻抗的幅值｜Ｚ｜与频率的关系，可以从下面来考虑：由于Cp值非常小，所于在频率不高时，可以暂时不考虑。此时电路就是简单的串联ＲＣＬ电路，其谐振发生在X L=Xc时，即wLs= 1/(wC),得到w=1/sqrt(C*Ls),即下图中的Ws。当频率继续上升时（大于Ws），电容器已经对外表现为一个小电感，此小电感随着频率上升逐渐变大，当其X L与等效并联电容Cp的Xc相等时，电容器就发生并联谐振，此频率称为第一并联谐振频率。频率继续上升，电容器的阻抗频率特性更复杂，会发生第二并联谐振、第三并联谐振等等。
图２
由上面的阻抗频率关系分析过程来看：以下几点说明尤为重要。
１）串联谐振频率（FSR）也叫自谐振频率，是电容器净电抗为零时的频率，此频率值f=1/(2pi*sqrt(C*Ls))。此时电容器的阻抗幅值最小等于等效串联电阻（ESR）。在电
路运用中作为隔直耦合、旁路用的电容器均要求阻抗越小越好（提供最好的交流
通道）。从Ｓ21曲线来看，此串联谐振频率与S21曲线中相角为零时的频率一致，
也与S11曲线中第一个谷底频率一致。
２）并联谐振频率(FPR)与等效并联电容(Cp)关系很大，也是电容器净电抗为零时的频率。并联谐振时，电容器的阻抗幅值很大，其值RPRF=ESR*Qp*Qp,其中
Qp=Cp/(2pi*f FPR*Rs),此值很大，此时的电容器不适合用在隔直耦合、旁路中。从
S21曲线来看，此并联谐振频率与Ｓ２１曲线中谷底频率相一致。一般而言，对于
电容器电极平行于基板安装时，并联谐振发生的频率是串联谐振频率的２倍多。
３．等效串联电阻(ESR):
射频、微波用电容器，等效串联电阻(ESR)在电路设计中尤为重要。所有电子线路，尤其是高频电路，对功耗要求非常严格，功耗在最大程度上影响线路的发热状况，而电容器高频下能耗Pcd=Ic^2*ESR。从表达式直接来看，也要求ESR越小越好，一般而言0.1欧姆左右是可以接受的极限（不同线路，此要求不一样，有设计者决定）。ESR通常以毫欧姆为单位，是电容的介质损耗(Rsd)与金属损耗（Ｒsm）的综合,ESR= Rsd+Rsm。从另一角度来看，等效串联电阻(ESR) ESR=Xc*DF。
介质损耗（Rsd）：低频表现，可用耗散系数DF来衡量,是低频电容器损耗的主要成分。
金属损耗（Rsm）：由金属材料的导电性质决定，以及趋肤效应引起的随频率变化的电极损耗决定。高频时起作用。大于一定频率（不同介质的电容器，此值不一样）后等效串联电阻主要由金属损耗引起，不考虑介质损耗，且有以下近视公式可以估算ESR。ESR2=ESR1* sqrt(f2/f1),ESR均随频率上升而上升。
整个频率段来看，ESR先随着频率上升而下降，下降有一个最小值，然后随着频率上升而上升。
４．插入损耗（S21曲线的幅值）：
插入损耗是指网络插入之前负载吸收的功率与网络插入后负载吸收功率之比的分贝数，是衡量信号衰减的一个参数。
一般而言，电路都能接受零点几dB的插入损耗，大于此值很容易恶化电路终端性能。
观察S21曲线，要尤其注意几个特殊的点，第一个是串联谐振频率点（与Ｓ２１曲线中相角为零的点对应）；第二是并联谐振点，发生并联谐振时，S21曲线会出现明显的衰减槽口。设计高频电路时，要注意这些并联谐振点的频率是否在工作频带内，如果在工作频带内，而此时的插入损耗不是很大，可以接受；相反，如果槽口很深，那么这个电容器就不能用在此电路中。
二、电容器运用电路介绍：
１．耦合（隔直）电容：
耦合隔直用电容作用是把射频能量从电路的一部分转移到另一部分，尽量使能量最大传递。理论上所有电容都能隔直，尤其在高频运用时，说到电容器功能不能仅仅说是隔直用途。例：下图是一个典型的隔直耦合电路：（功率放大器、级间耦合电路）
图3
设计隔值耦合电路时，先确定满足主要要求的容值，同时必须考虑以下参数：
串联谐振频率(FSR)、阻抗幅值(Zc)和等效串联电阻(ESR)。
1）耦合电容要求它的阻抗在工作频率下尽可能的低，这样可以很好的起到耦合作用。由前面的分析，知道电容器在串联谐振频率下，其阻抗值最小，等于等效串联电阻(ESR)。在并联谐振时，其阻抗很高。所以，在选择耦合用电容器时，容量精度要求不重要，可以大到±５０％左右。但是所选择的电容器其串联谐振频率一般要略大于电路的工作频率，这是最保险的做法。另外如果工作频率高于电容的串联谐振频率Fsr，只要净阻抗值不是很高，电路也是没有问题的。
2）耦合电容要求插入损耗在工作频率下尽可能小，这样可以减少信号的衰减。选择电容器时，一定要注意并联谐振频率是否在工作频带内，一般是不允许并联谐振频率落入工作频带内的。
3）耦合电容要求电容器的等效串联电阻(ESR)越小越好，这样可以减少元器件发热引起的功耗，同时保护电路中的其他元器件。设计电路时，一定要注意所选用的电容器在整个工作频段内的ESR值，尤其注意那些高于Fsr频率点上的ESR值。
２．旁路电容（去耦）：
旁路电容的作用是提供一条低阻抗射频入地通道，旁路电容越多，其可靠性越差，一旦旁路电容短路，电源就会被短路而坏。
典型的旁路电容电路如下：
图4
由于要求其阻抗越低越好，一般选择容量时，是以该电容值下该电容器的串联谐振频率是否接近设计者感兴趣的频率为依据，而对容量的精度也没有要求。在串联谐振频率下，阻抗值最小等于ESR。其他要求与耦合电容类似。另外有以下几点说明：
１）上图工作频率为1.87GHZ ，要想压制电源在此频率段的变动，选择电容C B0时，一定要使其串联谐振频率在1.87GHZ 附近。
２）另外图中C B1是用来压制低于载频的频率（约1GHZ ）时的射频能量。
３）有时电路中还需添加附加的旁路电容，用来压制其它频率段的射频能量，构成连续频段的旁路。
４）旁路电容还可以压制开关模式电源产生的噪音，此噪音频率在数百兆赫兹，要把它去耦（即旁路），需要选用的容值就应该较大，这样才能使FSR 接近数百兆赫兹。
３．匹配电容：
匹配电容是用来实现信号传输线路上，阻抗满足特定要求（如５０欧姆系统匹配）而设计的电容，目的是使信号无阻碍传输。匹配线路对电容的精度要求很高，一般达到1%精度左右。
典型的匹配电路如下：（放大器输入阻抗匹配电路）
图5
由于有源放大器的输入阻抗通常较低，一般在0.5到２欧姆的量级，多数射频放大器都需要输入匹配网络。如图五中，假设放大器的输入阻抗为１欧姆，这样在５０欧姆系统中运用时，就需要５０：１的阻抗变换，才能满足要求。
对于匹配电容除了要求非常高的电容精度外，还要求电容的Q 值很高，由于Q=X/ESR ，所于要求Q 值高的同事，也就要求ESR 必须很小。
三、疑难问题：
1． 能否用理论近似计算出串联谐振频率？如下计算是否正确？ 用公式12
22212214()C C L C C f f π-=-来计算电容器的固有电感 ,然后用f =来计算串联谐振频率。
2． 如何理解多个并联谐振频率？
3． 如何理解S21曲线中，衰减槽口深度反比于等效串联电阻(ESR)，举一个S21曲线如下 （此曲线ATC 多个文献中均出现过，是否是错误的 ？）：
图6
从上图可以看出第二个槽口深度明显大于第一个槽口深度，那么是否意味着第二槽口对应的频率f2处的ESR2 要小于第一个槽口对应频率f1处的ESR1？而高频下ESR是随着频率上升而上升的，因该得出ESR2大于ESR1的结论。此处存在矛盾。
4．对于非标准容值，可以对邻近它的EIA标准容值的S参量作插值运算而获得它的S参量的幅值和相角。只要非标准容值电容的内部结构和介质材料类型与用于产生S参量文件的标准容值电容基本相同。想知道此插值法具体如何进行。
注：本文内容是在仔细阅读A TC与A VX相关文献后而写的，如有疑问，请提出来。以便更好的理解这些内容。
主要参考文章如下：
<<电路设计手册>>,A TC文献。
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DC868系列常规型智能低压电容器 产品使用说明 安装和使用前认真阅读并理解本册内容 检查产品附件 按要求安装、调试
目录 一、安全使用注意事项 (3) 二、产品概述 (3) 三、产品主要技术参数 (3) 四、产品型号说明 (4) 五、产品常规型号规格表 (4) 六、产品外形及安装尺寸 (5) 七、智能电容安装说明 (5) 1、拆除外包装 (5) 2、智能电容概观 (6) 3、安装要求 (6) 4、产品安装示意 (7) 七、现场检查 (8) 1. 接线正确性检查注意事项： (8) 2. 产品工作正常性检查注意事项： (8) 3. 上电前注意事项： (8) 八、人机显示与操作说明 (8) 1. 功能描述 (8) 2. 界面描述 (8) 3、显示与操作 (10) 4. 菜单示例 (12) 九、产品常见错误与异常处理 (16) 1.常见错误 (17) 2.常见异常处理 (17)
一、安全使用注意事项 在安装、保养和使用我公司低压智能电力电容器时，请仔细阅读这些说明内容并谨慎操作，以便能够充分利用电容器的功能，延长本机的使用寿命。对因使用不当造成的损失，本公司不承担责任。 1、请勿撞击！ 2、电源线的规格应满足用电负荷的要求，30kvar 及以上容量的电容器使用16 mm2截面积的多芯铜导线。请正确连接A、B、C 相，外壳应可靠接地。 3、在保养电容器之前，请把电容器开关全部退掉。 4、电容器正常运行期间，如果外壳没有可靠接地，电容器本体可能带电，请勿触摸电容器金属部分，否则有触电可能。 二、产品概述 DC868系列智能低压电容器是以二组(△型)或一组(Y型)低压电力电容器为主体，集成了现代测控、电力电子、网络通讯、自动化控制等先进技术，替代传统的由控制器、熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电容器、指示灯等分离器件在柜内用导线连接而组成的成套无功补偿装置。由它组成的低压无功补偿装置具有补偿方式灵活、补偿效果好、装置体积小、功耗低、安装维护方便、使用寿命长、保护功能强、可靠性高等特点，并真正做到过零投切，满足用户对设备的实际需求，适应了现代电网对无功补偿设备的更高要求。 三、产品主要技术参数 ■环境条件 运输存储温度：-25℃～55℃ 极限工作温度：（电容温度极限） 相对湿度：20% ～90% 海拔高度：≤2000m 其他条件：安装地点无腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质存在，不得含有爆炸危险的介质，无较强的振动和冲击，无严重霉菌存在。 ■电源条件 工作电压：共补380V AC ，分补230V AC 电压偏差：±20% 工作频率：50±1.5Hz 电压谐波：电压总畸变率不大于5%
电容器主要技术参数的标注方法： 1．直标法 指在电容器的表面直接用数字和单位符号或字母标注出标称容量和耐压等。 例某电容器上标CD—1、2200μF、35V，表示这是一个铝电解电容器，标称容量 为2200μF，耐压为35V。 某电容器上标CA1—1、2.2±5%、DC63V，表示这是一个钽电解电容器，标称容量 为2.2μF，允许误差为±5%，直流耐压为63V。 2．数字加字母标注法 指用数字和字母有规律的组合来表示容量，字母既表示小数点，又表示后缀单位。 例 p10表示0.1pF 1p0表示1pF 6P 8表示6.8pF 2μ2表示2.2μF 7p5表示7.5 pF 2n2表示2.2nF 8n2表示8200pF M1表示0.1μF 3m3表示3300μ F G1表示100μF 3．数码标注法 数码标注法多用于非电解电容器的标注，它采用三位数标注和四位数标注： 1）三位数标注法采用三位数标注的电容器，前两位数字表示标称值的有效数 字，第三位表示有效数字后缀零的个数，它们的单位是pF。这种标注法中有一个特殊的， 就是当第三位数字是９时，它表示有效数字乘以１０-1。 例１０２表示标称容量是１０００pF，即１nF； ４７３表示标称容量是４７０００pF，即４７nF。４７９表示标称容量是 4.7pF。 2) 四位数标注法采用四位数标注的电容器不标注单位。这种标注方法是用1 ~4位数字表示电容量，其容量单位是pF；若用0.0X或0.X时，其单位为μF。
例 47表示标称容量是47 pF ；0.56表示标称容量是0.56μF 。 采用数码标注的，有些后面带的还有字母，它表示允许误差。识别方法： D——±0.5% F——±1% G——±2% J——±5% K——±10% M——±20% 例 223J表示标称容量是22000 pF，误差为±5% 。 4．电容器容量允许误差的标注方法 电容器容量允许误差的标注方法主要有三种： 1）用字母表误差 识别方法： B——±0.1% C——±0.25% D——±0. 5% F——±1% G——±2% J——±5% K——±10% M——±20% N——±30% 例 223J表示标称容量是22000 pF，误差为±5% 。 2）直接标出误差的值 例33 pF±0.2 pF则表示电容器的标称容量是33 pF，允许误差是±0.2 pF。 3）直接用数字表示百分比的误差 例 0.33/5 则表示电容器的标称容量是0.33μF，允许误差是±5%
无源器件特性 1.高频电阻 低频电子学中最普通的电路元件就是电阻，它的作用是通过将一些电能装化成热能来达到电压降低的目的。电阻的高频等效电路如图所示，其中两个电感L模拟电阻两端的引线的寄生电感，同时还必须根据实际引线的结构考虑电容效应；用电容C模拟电荷分离效应。 电阻等效电路表示法 根据电阻的等效电路图，可以方便的计算出整个电阻的阻抗： 下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系，正像看到的那样，低频时电阻的阻抗是R，然而当频率升高并超过一定值时，寄生电容的影响成为主要的，它引起电阻阻抗的下降。当频率继续升高时，由于引线电感的影响，总的阻抗上升，引线电感在很高的频率下代表一个开路线或无限大阻抗。 一个典型的1K?电阻阻抗绝对值与频率的关系 2.高频电容 片状电容在射频电路中的应用十分广泛，它可以用于滤波器调频、匹配网络、晶体管的偏置等很多电路中，因此很有必要了解它们的高频特性。电容的高频等效电路如图所示，其
中L为引线的寄生电感；描述引线导体损耗用一个串联的等效电阻R1；描述介质损耗用一个并联的电阻R2。 电容等效电路表示法 同样可以得到一个典型的电容器的阻抗绝对值与频率的关系。如下图所示，由于存在介质损耗和有限长的引线，电容显示出与电阻同样的谐振特性。 一个典型的1pF电容阻抗绝对值与频率的关系 3.高频电感 电感的应用相对于电阻和电容来说较少，它主要用于晶体管的偏置网络或滤波器中。电感通常由导线在圆导体柱上绕制而成，因此电感除了考虑本身的感性特征，还需要考虑导线的电阻以及相邻线圈之间的分布电容。电感的等效电路模型如下图所示，寄生旁路电容C 和串联电阻R分别由分布电容和电阻带来的综合效应。 高频电感的等效电路 与电阻和电容相同，电感的高频特性同样与理想电感的预期特性不同，如下图所示：首
智能复合开关技术手册 石家庄福润新技术有限公司 版权所有
一、产品概述： ZFK型智能低压复合开关是最新一代低压无功补偿装置中电容器的投切开关，是一种智能化的环保节能型控制执行部件，是我公司针对可控硅和交流接触器在低压无功补偿应用方面存在的先天不足而精心研制开发的最新科技成果。本产品已通过 3 C 认证。 本产品适用于对低压无功补偿电容器的通断控制。基本工作原理是将可控硅与磁保持继电器并接。使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有接触器无功耗的优点。 本产品与交流接触器、可控硅或固态继电器等开关元件相比较有很大的技术优势。主要优点是接到外部控制信号后，通过逻辑判断，自动寻找最佳投切点；保证过零投切，无涌流；触点不烧结；能耗小；无谐波注入；与同类产品相比，其在技术上具有极大的先进性，高效低耗，环保节能，尤其是在涌流和安全可靠性方面性能大大提高。 产品图片： 产品外形图：
二、技术参数 1.工作环境条件 环境温度：-20℃～+60℃； 相对湿度：40℃时，20%～90%； 2.额定电压、工作电源及额定电流 额定工作电压：380V（共补）/220V（分补）三相四线交流50HZ; 允许偏差：三相电压同步变化不大于±20%; 波形为正弦波，失真度小于5%; 额定频率：50HZ±5%; 控制电流：32/40/50/63/80A。 3.主要技术指标： 使用寿命：50万次 相数：三相(△型接法)；单向(Y型接法) 控制容量：三相共补电容器组容量：≤16/20/25/30/40Kvar 分相补偿三相电容器组总容量：≤16/20/25/30/40Kvar 功耗：≤2W 接点耐压：≥2000V 响应时间：≤60ms 连续两次接通间隔：≥30秒 2
高频电路和射频电路有什么区别 高频电路介绍高频电路说白了就是无线电电路，但是不涉及微波电路（微波用于处理一千兆赫兹以上电路，要从物理学的电磁场入手，跟我们常见的电路很不一样），用于无线电波发射、接收、调制、解调、放大等等。 数字电路处理数字信号，数字信号只有高低两种信号（比如，CMOS工艺的数字电路工作范围0-3.3伏，0-0.8伏认为是低电平，2.4-3.3伏认为是高电平，其他电压认为是无效，将所有电信号分成高低电平组成的序列），适于高速处理、高精度处理、和计算机接口，直接用计算机处理。 模拟电路不将电平区分，所有连续信号一起处理（自然界的宏观物理量都是连续的），用于电源、放大、滤波等等。 模拟电路和高频电路实际很接近，只是电路工作频率高了，许多元器件的物理特性发生改变，处理方法和所处理的问题就不同了。 高频电路性能指标 高频小信号放大有谐振放大和宽带放大两种电路形式，性能指标主要包括如下几项。 1、增益 高频电路与低频电路一样，有电压增益和功率增益的指标。对于谐振放大电路，是指在谐振频率f0处，对于宽带放大电路，是指在一段频率泡围。 2、通频带 与低频电路概念相似，对于谐振放大电路，通频带是指相对于谐振频率f0，归一化幅竟下降到0.707的两个对应频率之差；对于宽带放大电路，则是相对于一段频率的相应定义。 3、选择性 选择性主要针对谐振放大电路，表征电路选择有用信号抑制无用信号的能力，通常用矩形系数和抑制比来衡量，都是基于电路的谐振特性曲线。 4、噪声系数
放大电路工作时，由于种种原因会产生载流子的不规则运动，在电路内部形成噪声，使信号质量受到影响。这种影响通常用信号功率Ps与噪声功率Pn之比（简称信噪比）来描述。噪声系数定义为输入信噪比与输出信噪比之比。 5、稳定性 高频放大电路的稳定性是指工作状态或条件发生变化时，其主要性能的稳定程度。例如，环境温度的改变或电源电压的波动，会影响放大电路的直流工作状态；电路元件参数也会改变，导致放大电路增益发生变化，中心频率偏移，谐振曲线畸变。甚至产生自激而完全不能工作。 高频电路接地原则 对于工作频率较高的电路和数字电路，由于各元器件的引线和电路的布局本身的电感都将增加接地线的阻抗，因而在低频电路中广泛采用的一点接地的方法。若用在高频电路容易增加接地线的阻抗，而且地线问的杂散电感和分布电容也会造成电路间的相互耦合，从而使电路工作不稳定。 为了降低接地线阻抗及其减少地线间的杂散电感和分布电容造成电路间的相互耦合。高频电路采用就近接地，即多点接地的原则，把各电路的系统地线就近接至低阻抗地线上，一般来说，当电路的工作频率高于10MHz时，应采用多点接地的方式。由于高频电路的接地关键是尽量减少接地线的杂散电感和分布电容，所以在接地的实施方法上与低频电路有很大的区别。 射频电路介绍射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于1000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的 在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。 在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频
JKWNA-9 低压无功补偿控制器 使用说明书江苏南自通华电力自动化有限公司 1产品简介 1.1概述 JKWNA-9低压无功补偿控制器和NA系列智能集成式电力电容补偿装置配套使用,具备采集并显示电测量数据,监测和显示智能电容器运行工况、投切状态,以及根据无功功率与目标功率因数自动控制投切电容器等功能。 1.2产品特点 JKWNA-9低压无功补偿控制器通过通信总线连接NA系列智能集成式电力电容补偿装置;控制器采集电网电测数据,在显示智能电容器组运行情况的同时,可以直接根据当前的电测数据,对电容器组进行智能投切控制,以达到无功补偿的效果。 1.3外观尺寸 2技术参数
显示分辨率128×64,显示12点阵汉字输入测量RJ45方式接入智能电容器网络 电源 工作范围AC380V±30% 功耗≤2W 工作条件 -10~55℃,相对湿度≤93% 无腐蚀气体场所,海拔≤2000m 隔离耐压电源>2500V 绝缘电阻≥2MΩ 尺寸 面框尺寸:120mm×120mm 开孔尺寸: 3使用说明 JKWNA-9低压无功补偿控制器面板由产品名称及公司信息、液晶显示屏、操作按键组成。下面对液晶显示屏显示内容和主要功能作简单说明: 3.1主菜单 液晶屏第1行从左到右依次显示:联网电容器数量、当前投切控制方式(自控/手控和软件版本号;
当前所有联网电容器的投切状态以图形的方式直观显示在液晶屏上,同时显示投入到电网中总的补偿容量,显示界面如下: 注:表示分补表示共补表示投入表示切除 当前电容柜补偿电流界面如下: 3.2运行工况 显示开关故障、过压保护、过流保护、过温保护、过谐波保护的电容器信息。 使用和切换界面查看各种保护与故障,按 键返回主菜单。 3.3设置参数 设置参数 CT变比(比值:0000 目标功率因数:0.99 无功算法时间:040 设置现场的电流互感器变比,无功控制的目标功率因数和无功算法时间。
常用电容器主要参数与特点 1、标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。 电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此容值，也就是交流电容值，随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。在标准JISC 5102 规定：铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为 120Hz，最大交 流电压为（Voltage Root Mean Square，通常指交流电压的有效值），DC bias （直流偏压直流偏置直流偏移直流偏磁）电压为～的条件下进行。可以断言，铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。 电容器中存储的能量 E = CV^2/2 电容器的线性充电量 I = C （dV/dt） 电容的总阻抗（欧姆） Z = √ ［ RS^2 + （XC – XL）^2 ］ 容性电抗（欧姆） XC = 1/（2πfC）
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。 2、额定电压 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。 3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。 当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。 电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。 4、损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
射频电路设计理论与应用答案 【篇一：《射频通信电路设计》习题及解答】 书使用的射频概念所指的频率范围是多少？ 解： 本书采用的射频范围是30mhz~4ghz 1.2列举一些工作在射频范围内的电子系统，根据表1-1判断其工作 波段，并估算相应射频信号的波长。 解： 广播工作在甚高频（vhf）其波长在10~1m等 1.3从成都到上海的距离约为1700km。如果要把50hz的交流电从 成都输送到上海，请问两地交流电的相位差是多少？ 解： 8??f?3?1?0.6???4km 1.4射频通信系统的主要优势是什么？ 解： 1.射频的频率更高，可以利用更宽的频带和更高的信息容量 2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小，通信设备的体积进一步减小 3.射频通信可以提供更多的可用频谱，解决频率资源紧张的问题 4.通信信道的间隙增大，减小信道的相互干扰 等等 1.5 gsm和cdma都是移动通信的标准，请写出gsm和cdma的英文全称和中文含意。（提示：可以在互联网上搜索。） 解： gsm是global system for mobile communications的缩写，意 为全球移动通信系统。 cdma英文全称是code division multiple address,意为码分多址。???4???2?k?1020k??0.28333 1.6有一个c=10pf的电容器，引脚的分布电感为l=2nh。请问当频 率f为多少时，电容器 开始呈现感抗。 解： ?wl?f??1.125ghz2 既当f=1.125ghz0阻抗，f继续增大时，电容器呈现感抗。
1.7 一个l=10nf的电容器，引脚的分布电容为c=1pf。请问当频率f 为多少时，电感器开始呈现容抗。 解： 思路同上，当频率f小于1.59 ghz时，电感器呈现感抗。 1.8 1）试证明（1.2）式。2）如果导体横截面为矩形，边长分别为a和b，请给出射频电阻rrf与直流电阻rdc的关系。 解： r??l?s ???l,s对于同一个导体是一个常量 2s??a当直流时，横截面积dc 当交流时，横截面积sac?2?a? 2rdc?a??ac?a?? 661.9已知铜的电导率为?cu ?6.45?10s/m，铝的电导率为?al?4.00?10s/m，金的电导率 6为?au?4.85?10s/m。试分别计算在100mhz和1ghz的频率下，三种材料的趋肤深度。 解： 趋肤深度?定义为： 在100mhz时： cu为2 mm al 为 2.539mm au为 2.306mm 在1ghz时： cu为0.633 mm al 为 0.803mm au为 0.729mm 1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm，长度为l=25mm，材料为铜。请计算其直流电阻rdc和在1000mhz频率下的射频电阻rrf。解： r?s 它的射频电阻 adllrrf?rdc????22?4???? d2???d????0?r?4??10?1?????????7zdf?l?0.123???d? 1.11个电阻的标示分别为：“203”、“102”和“220r”。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：可以在互联网上查找贴片元件标示的规则）解：
科技创新、节能环保 1 目录 一、 产品概述 二、 产品型号规格和说明 1、 型号说明 2、 常规产品的型号规格 三、 产品外形与安装尺寸 四、 接线端子排列与定义 五、 产品应用电气连接及接线 1、 三相共补接线图 2、 混合补偿接线图 六、 显示面板定义说明 七、 开机前的检查与试验 八、 操作说明 1、 数据查看 2、 参数设定
科技创新、节能环保 2 九、 查看数据界面 1、 三相共补式数据查看说明 2、 单相分补式数据查看说明 十、 参数设定界面 1、 三相共补式参数设定说明 2、 单相分补式参数设定说明 十一、 常见故障分析 1、 通电后产品数码管暗或无显示 2、 PF 值显示负值 3、 故障指示灯亮
科技创新、节能环保 3 一、 产品概述 DC868系列低压智能电容器是应用于0.4kV 低压电网的新一代无功补偿装置。它由CPU 测控单元、同步开关、保护装置、两台(△型)或一台(Y 型)低压自愈式电力电容器组成一个独立完整的智能补偿单元，替代由智能无功控制器、熔丝(或微断)、晶闸管复合开关(或接触器)、热继电器、指示灯、低压电力电容器多种分散器件组装而成的自动无功补偿装置。由DC868系列智能电容器组成的低压无功补偿装置具有补偿方式灵活(共补和分补可任意组合)、补偿效果好、装置体积小、功耗低、价格廉、安装维护方便、使用寿命长、保护功能强、可靠性高等特点，并真正做到过零投切，满足用户对无功补偿要切实达到提高功率因数、改善电压质量、节能降损的实际需求。
科技创新、节能环保 4 二、 产品型号说明 1、 型号说明 DC ∕450 二级容量（kvar ） 分相补偿只有一级容量 一级容量(kvar) 额定电压（V ） 显示方式：Y-液晶显示 数 码显示无字母 补偿方式：S-共补 F-分补 组网方式：R-RS485 L-蓝牙 W-无线 产品系列号：868-通用型 868X-抗谐波型 企业代号：得诚
无功补偿电容器运行特性参数选取 1 电力电容器及其主要特性参数 电力电容器是无功补偿装置的主要部件。随着技术进步和工艺更新,纸介质电容器已被 自愈式电容器所取代,自愈式电容器采用在电介质中两面蒸镀金属体为电极,其最大的改进是电容器在电介质局部击穿时其绝缘具有自然恢复性能,即电介质局部击穿时,击穿处附近的金属涂层将熔化和气化并形成空洞,由此虽然会造成极板面积减少使电容C 及相应无功功率有所下降,但不影响电容器正常运行。 自愈式电容器主要特性参数有额定电压、电容、无功功率。 1. 1 额定电压 《自愈式低电压并联电容器》第3. 2 条规定“电容器额定电压优先值如 下0. 23 ,0. 4 ,0. 525 及0. 69 kV。”电容器额定电压选取一般比电气设备额定运行电压高5 %。 1. 2 电容 电容器的电容是极板上的电荷相对于极板间电压的比值,该值与极板面积、极板间绝缘 厚度和绝缘介质的介电系数有关, 其计算式为C = 1 4πε× S D 式中ε为极板间绝缘介质的介电系数; S 为电容器极板面积; D 为电容器绝缘层厚度。 在上式中,电容C 数值与电压无直接关系, C 值似乎仅取决于电容器极板面积和绝缘介质,但这只是电容器未接网投运时的静态状况;接网投运后,由于电介质局部击穿造成极板面积减少从而会影响到电容C 数值降低,因此运行过程中, 电容C 是个逐年衰减下降的变量,其衰减速度取决于运行电压状况和自身稳态过电压能力。出厂电容器的电容值定义为静态电 容。一般,投运后第一年电容值下降率应在2 %以内,第二年至第五年电容值下降率应在1 %～ 2 % ,第五年后因电介质老化,电容值将加速下降,当电容值下降至出厂时的85 %以下,可认为该电容器寿命期结束。 1. 3 无功功率 在交流电路中,无功功率QC = UI sinφ由于电容器电介质损耗角极小,φ= 90°,所以sin φ= 1 ,则无功功率QC = UI =ωCU2 ×10 - 3 = 2πf CU2 ×10 - 3 (μF) ,从该式可见,电容器无功功率不仅取决于电容C ,而且还与电源频率f 、端电压U 直接相关,电容器额定无功功率的准确定义应是标准频率下外接额定电压时静态电容C 所对应的无功率。接网投运后电容器所输出实际无功功率能否达到标定容量,则需视运行电压状况。当电网电压低于电容器额定电压时,电容器所输出的无功功率将小于标定值。因此如果电容器额定电压选择偏高,电容器实际运行电压长期低于额定值,很可能因电容器无功出力低于设计值造成电网无功短 缺。 2 无功补偿电容装置参数的选取误区 无功补偿装置在进行设计选型及设备订货时,提供给厂家的参数往往仅是电容补偿柜型 号和无功功率数值,而电容器额定电压及静态电容值这两个重要参数常被忽略。由于电容器 生产厂家对产品安装处电压状况不甚了解,在产品设计时往往侧重于降低产品生产成本和减 少电介质局部击穿,所选取的电容器额定电压往往高于国家标准推荐值,这样做对电网运行的无功补偿效果会造成什么影响对电网建设投资又会引起什么变化呢可通过以下案例进行 分析。 例如某台10 0. 4 kV 变压器,按照功率因数0. 9 的运行要求,需在变压器低压侧进行集中 无功补偿,经计算需补偿无功功率100 kvar ,如果按额定电压U = 450 V 配置电容器,根据QC=ωCU2 ×10 - 3 计算,电容器组的静态电容值C 为1 572μF ,接入电网后在运行电压U =400 V 的状态下,该电容器实际向电网提供的无功功率QC 为79 kvar ,补偿效果仅达预期的79 %。反之,在上述条件下,要想保证实际补偿效果为100 kvar ,则至少需配置电容器无功功率为127 kvar ,也就意味着设备投资需要增加27 %。中山市2004 年变压器增加898 台,合计容量近60 万kvar ,按30 %补偿率计需补偿无功功率近18 万kvar 。
电阻，电感，电容的主要参数 电阻主要特性参数 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。 允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00）、±2%-0.2(或0）、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。 6、温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。 7、老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1伏，电阻器的相对变化量。 9、噪声：产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。 电感器的主要参数 电感器的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。
电容器的主要参数有哪些? 电容器的主要参数有标称容量（简称容量）、允许偏差、额定电压、漏电流、绝缘电阻、损耗因数、温度系数、频率特性等。 （一）标称容量 标称容量是指标注在电容器上的电容量。 电容量的基本单位是法拉（简称法），用字母“F”表示。比法拉小的单位还在毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF），它们之间的换算关系是： 1F=1000mF 1mF=1000μF 1μF=1000nF 1nF=1000pF 其中，微法（μF）和皮法（pF）两单位最常用。 在实际应用时，电容量在1万皮法以上电容量，通常用微法作单位，例如：0.047μF、0.1μF、2.2μF、47μF、330μF、4700μF等等。 电容量在1万皮法以下的电容器，通常用皮法作单位，例如：2pF、68 pF、100 pF、680 pF、5600 pF等等。 标称容量的标注方法有直标法、文字符号标注法和色标法等，具体的识别方法将在以后的内容中作详细介绍。 （二）允许偏差 允许偏差是指电容器的标称容量与实际容量之间的允许最大偏差范围。 电容器的容量偏差与电容器介质材料及容量大小有关。电解电容器的容量较大，误差范围大于±10%；而云母电容器、玻璃釉电容器、瓷介电容器及各种无极性高频在机薄膜介质电容器（如涤纶电容器、聚苯乙烯电容器、聚丙烯电容器
等）的容量相对较小，误差范围小于±20%。 （三）额定电压 额定电压也称电容器的耐压值，是指电容器在规定的温度范围内，能够连续正常工作时所能承受的最高电压。 该额定电压值通常标注在电容器上。在实际应用时，电容器的工作电压应低于电容器上标注的额定电压值，否则会造成电容器因过压而击穿损坏。 （四）漏电流 电容器的介质材料不是绝艰绝缘体，宁在一定的工作温度及电压条件下，也会有电流通过，此电流即为漏电流。 一般电解电容器的漏电流略大一些，而其它类型电容器的漏电流较小。 （五）绝缘电阻 绝缘电阻也称漏电阻，它与电容器的漏电流成反比。漏电流越大，绝缘电阻越小。绝缘电阻越大，表明电容器的漏电流越小，质量也越好。 （六）损耗因数 损耗因数也称电容器的损耗角正切值，用来表示电容器能量损耗的大小。该值越小，说明电容器的质量越好。 （七）温度系数 温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1℃时，电容器容量的相对变化值。温度系数值越小，电容器的性能越好。 （八）频率特性 频率特性是指电容器对各种不同高低的频率所表现出的性能（即电容量等电参数随着电路工作频率的变化而变化的特性）。不同介质材料的电容器，其最高工作频率也不同，例如，容量较大的电容器（如电解电容器）只能在低频电路中正常工作，高频电路中只能使用容量较小的高频瓷介电容器或云母电容器等。 信息来源：慧聪电子 【我来说两句】【推荐给朋友】【关闭窗口】
射频电路的设计原理及应用 普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。其主要负责接收信号解调；发射信息调制。早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一 本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成 在中频内部。 射频电路方框图 一、接收电路的结构和工作原理 接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。 1、该电路掌握重点 （1）、接收电路结构。 （2）、各元件的功能与作用。 （3）、接收信号流程。 2、电路分析 （1）、电路结构。 接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。 接收电路方框图
（2）、各元件的功能与作用。 1)、手机天线： 结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。 作用： a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。 b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。 2)、天线开关： 结构：(如下图)手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。 图一、图二 作用：其主要作用有两个： a）、完成接收和发射切换； b）、 完成900M/1800M信号接收切换。 逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN；DCS- RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。 由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作（即接收时不发射，发射时不接收）。因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关；接收切换任务交由高放管完成。 3）、滤波器： 结构：手机中有高频滤波器、中频滤波器。 作用：其主要作用：滤除其他无用信号，得到纯正接收信号。后期新型手机都为零中频手机；因此，手机中再没有中频滤波器。 4）、高放管（高频放大管、低噪声放大器）： 结构：手机中高放管有两个：900M高放管、1800M高放管。都是三极管共发射极放大电路；后期新型手机把高放管集成在中频内部。
超级电容器的分类 （资料来源：中国联保网）按原理 超级电容器的类型比较多，按不同方式可以分为多种产品，以下作简单介绍。 按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器： 双电层型超级电容器 1.活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。 2.碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。 3.碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料。 4.碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极。 以上电极材料可以制成： 1.平板型超级电容器，在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极，另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器，可以达到300V以上的工作
电压。 2.绕卷型溶剂电容器，采用电极材料涂覆在集流体上，经过绕制得到，这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。 赝电容型超级电容器 包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料，金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料，活性炭作为负极材料制备的超级电容器，导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAn i、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极，以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度，除NiOx型外，其它类型多处于研究阶段，还没有实现产业化生产。 按电解质类型 可以分为水性电解质和有机电解质类型： 水性电解质 1.酸性电解质，多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。
2.碱性电解质，通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质，水作为溶剂。 3.中性电解质，通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质，水作为溶剂，多用于氧化锰电极材料的电解液。 有机电解质 通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质，有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂，电解质在溶剂中接近饱和溶解度。 其他 1.液体电解质超级电容器，多数超级电容器电解质均为液态。 2.固体电解质超级电容器，随着锂离子电池固态电解液的发展，应用于超级电容器的电解质也对凝胶电解质和PEO等固体电解质进行研究。
3．运行工况界面 运行工况里包含了配电电压、电流、功率因数、功率、电压各次谐波、电流各次谐波等各电参数的数值显示，以及测控仪与智能电容器的通信状况，通过“或”键切换界面查看各电参数以及测控仪与智能电容器的通信状况，按“”键返回到主菜单界面。以下细分界面依次对各项进行介绍：（1）配电三相功率因数、电压、电流界面 在使用过程中若出现过补偿或配电电流接线接反，则在上述界面中功率因数数值前显示‘-’，例如A相功率因数显示‘-0.960’，表示此时A相电容已过补偿或A相配电电流方向接反。 在使用过程中若出现过压或欠压现象，在上述界面中电压反显显示，例如A相电压显示“”，表示此时A相电压已超过设定过压值。 （2）有功、无功、电容电流界面 P(KW) ：实时的有功功率； Q(Kvar)：系统当前过补偿或欠补偿的无功数值； C-I(A) ：实时的电容器电流值。（3）通信界面 测控仪与不同的智能电容器通讯，其显示的通信界面略有不同，如下图所示：图1 图2 图3 图1为测控仪与三相式智能电容器或智能抑谐式电容器（双电容电抗）通信界面； 图2为测控仪与三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）的通信界面； 图3为测控仪与分相式智能电容器的通信界面； “JH C1 C2”中“JH”表示三相式智能电容器的地址，“C1 C2”分别表示部两组电容器的容量（如图所示“060 20.20”表示此三相式智能电容器地址为“60”，容量为20 Kvar +20Kvar）。 “JH C”中“JH”表示三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）的地址，“C”表示电容器的容量（如图所示“060 40”表示此三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）地址为“60”，容量为40 Kvar）。 “JH A B C”表示分相式智能电容器的地址及A、B、C三相容量（如图所示“06 6.6 6.6 6.6”表示此分相式智能电容器地址为6，电容器容量为20Kvar）。 智能电容器投入后，状态反显显示。例如显示“060 20.20”，则表示此台智能电容器C1投入，C2切除。 注：若系统中无分相式智能电容器，则分相式电容通信界面不显示。
引言 0.3 解：利用公式l jZ Z in λπ 2tan 0=进行计算 （1）m n n l l jZ Z in 666 0102)12(32106)12(21062tan ?+=??+=∞=?=πππ 可见l 至少应该是1500Km （2）m n n l l jZ Z in 22 2 010)12(875.12105.72)12(105.72tan ---?+=??+=∞=?=πππ l 至少是1.875cm 。 0.4 解：利用公式C X L X C L ωω1,-==进行计算 （1）Hz f 40=所以ππω802==f 791051.210999.080--?=??=πL X 121210360.010 0111.0801?-=??-=-πC X （2）Hz f 9104?=，991081042?=??=ππω 3129991047.310 0111.0108109 .2510999.0108?-=???-==???=--ππC L X X 可见在低频时分布电感和分布电容可以忽略，但在射频时分布电感和分布电容却不能忽略。 0.5 解：集肤效应是指当频率升高时，电流只集中在导体的表面，导体内部的电流密度非常小。 而趋肤深度是用来描述集肤效应的程度的。 利用公式μσ πδf 1=来计算。 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ，电导率m S /108.57?=σ （1）m 00854.0108.5104601 77=?????=-ππδ
（2）m m μππδ21.110121.0108.51041031 5779=?=??????=-- 由计算数据可得，用铜线传输电能时，60Hz 时是不需要考虑集肤效应的，但是当传输射频信号时，3GHz 时需要考虑集肤效应。 0.6 解：利用公式DC RF R a R δ2≈，μσ πδf 1=计算 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ，电导率m S /108.57?=σ （1）m 57761000.3108.5104105001 --?=??????=ππδ 7.161000.321015 3=???≈--DC RF R R （2）m 67 791031.3108.51041041--?=??????=ππδ 1.1511031.321016 3=???≈--DC RF R R 通过计算数据结果说明在射频状况下，电阻损耗很大。 第一章 传输线理论 1.4解： 特性阻抗计算公式C L C j G L j R Z ≈++=ωω0 平行双导线,ln ,ln 222 2d d D D C d d D D L -+=-+=πεπμ 其中,105.10,101.223m D m d --?=?= 因为介质为空气，有m F m H /3610,/1049 07 0πεεπμμ--==?== 故而该平行双导线的特性阻抗为：
超级电容器的分类与优缺点分析 摘要：电容器是储存电荷的常用电子器件，在许多电子设备中得到了广泛的运用。由于新时期行业技术的迅速发展，早期的电路结构逐渐被更复杂的电路形式取代，普通的电容器已经满足不了电路运行的需要。为了达到高负荷或超负荷电路运行的需要，国内开始推广使用超级电容器，这种器件在性能上比传统电容器更加优越。文中阐述了电容器的原理、基本功能、优缺点等。 常规电容仅能满足结构简单、负荷较小的电路运行要求，对于大负荷的电路运行则难以起到储存电荷的效果。近年来，超级电容器的推广应用有效地解决了大负荷电路运行的难题，保证了电力电子设备使用性能的正常发挥。 1 超级电容器原理与应用 超级电容器实际上属于电化学元件，引起电荷或电能储存流程可相互逆转，其循环充电的次数达到10万次。凭借多个方面的性能优势，超级电容器的应用范围逐渐扩大，掌握该装置的原理有助于正常的操作使用。 1.1 超级电容器的原理 "双电层原理"是超级电容器的核心，这是由该装置的双电层结构决定的。超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压作用于普通电容器的两个极板时，装置存储电荷的原理是一样的，即正电极与正电荷对应、负电极与负电荷对应。而超级电容器除了这些功能外，若其受到电场作用则会在电解液、电极之间产生相反的电荷，此时正电荷、负电荷分别处于不同的接触面，这种条件下的负荷分布则属于"双电层",原理如图1.因电容器结构组合上的改进，超级电容器的电容储存量极大。此外，如果超级电容器两极板间电势小于电解液的标准电位时，超级电容器则是正常的工作状态，相反则不正常。根据超级电容器原理，其在运用过程中并没有出现化学反应，仅仅是在物理性质上的变化，因而超级电容器的稳定性更加可靠。
智能电容控制器说明书-A
3．运行工况界面 运行工况里包含了配电电压、电流、功率因数、功率、电压各次谐波、电流各次谐波等各电参数的数值显示，以及测控仪与智能电容器的通信状况，通过“ 或”键切换界面查看各电参数以及测控仪与智能电容器的通信状况，按“”键返回到主菜单界面。以下细分界面依次对各项进行介绍： （1）配电三相功率因数、电压、电流界面 在使用过程中若出现过补偿或配电电流接线接反，则在上述界面中功率因数数值前显示‘-’，例如A相功率因数显示‘-0.960’，表示此时A相电容已过补偿或A相配电电流方向接反。 在使用过程中若出现过压或欠压现象，在上述界面中电压反显显示，例如A 相电压显示“”，表示此时A相电压已超过设定过压值。 （2）有功、无功、电容电流界面（3）通信界面 测控仪与不同的智能电容器通讯，其显示的通信界面略有不同，如下图所示： 图1 图2 图3 图1为测控仪与三相式智能电容器或智能抑谐式电容器（双电容电抗）通信界面； 图2为测控仪与三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）的通信界面； 图3为测控仪与分相式智能电容器 5 6
P(KW) ：实时的有功功率； Q(Kvar)：系统当前过补偿或欠补偿的无功数值； C-I(A) ：实时的电容器电流值。的通信界面； “JH C1 C2”中“JH”表示三相式智能电容器的地址，“C1 C2”分别表示内部两组电容器的容量（如图所示“060 20.20”表示此三相式智能电容器地址为“60”，容量为20 Kvar +20Kvar）。 “JH C”中“JH”表示三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）的地址，“C”表示电容器的容量（如图所示“060 40”表示此三相式智能抑谐式电容器（单电容电抗）地址为“60”，容量为40 Kvar）。 “JH A B C”表示分相式智能电容器的地址及A、B、C三相容量（如图所示“06 6.6 6.6 6.6”表示此分相式智能电容器地址为6，电容器容量为20Kvar）。 智能电容器投入后，状态反显显示。例如显示“060 20.20”，则表示此台 5 6