電容種類那麼多！有什麼區別？我應該怎麼選

這是一顆來自於電腦主板的電容 這是一顆來自於手機充電器的電容 而這顆巨型的電容則來自於 施耐德電器的中壓變頻器 事實上常見的電容遠不止這三種 所以這麼多形態大小都不一樣的電容 它們有什麼區別 各自的應用場景又是什麼呢 翻開這本硬件十萬個爲什麼 裏面介紹了常見電容的分類 但是從材質上說 我們常見的其實就只有這麼幾種 剛纔看到的這些電容 其實都包含在了這幾種電容裏面 陶瓷電容最早的時候是這樣子的 裏面真的就是兩個電極板 夾着一層陶瓷電接質 所以也叫磁片電容 那後來隨着工藝的進步 就出現了這種多層的陶瓷電容 現在最先進的工藝 可以在一毫米的厚度中 疊數百層電極 很顯然多層的結構 帶來了更大的極板面積 所以多層陶瓷電容的容值範圍 要比磁片電容更大 那多層陶瓷電容簡稱MLCC 它的特點就是體積小巧價格便宜 各項性能指標還很好 所以它目前是所有電容中 年出貨量最大的一種電容 基本上和CPU或者單片機相關的電路板上 都可以找到非常多的MLCC 甚至可以這麼說 如果你的電路中 需要一顆容值小於22微法 且耐壓低於50伏的電容 那麼基本上就可以選擇MLCC 容值不會超過47微法 如果你需要一顆容值比較大的電容 就需要考慮使用電解電容了 那電解電容的容值 可以輕易做到1萬微法級別 而且耐壓也會比MLCC高一些 一般可以做到450伏甚至更高 所以電解電容的主要使用場景就是濾波 說的再具體一些就是電源的濾波 它可以配合全橋電路 把一個正弦波變成這樣子 一個相對平滑的波形 也可以和電感配合 把開關管產生的PWM波 變成這樣子的直流電 常見的電解電容 主要是鋁電解電容和鏟電解電容 而鋁電解電容中 又主要分爲鋁電解液電容 和鋁高分子化合物電容 大部分情況下 人們說到電解電容時 一般特指鋁電解液電容 而鋁高分子化合物電容 又被稱爲固態電容 需要注意的是 這三種電容都是有急性的 反過來接的話 大概率會爆炸或者漏液 那這三種電解電容主要的區別 就寫在這個表格裏面了 如果不是對價格特別敏感的話 現在都會比較推薦使用固態電容 因爲它的ESR會比電解電容更低 而鏟電容的話 除非你特別不差錢 而且你的使用場景 對溫度要求比較高 對於220V左右的交流電場景 以及450V以上的電壓場景 就需要考慮使用薄膜電容了 那薄膜電容的原理倒也並不複雜 就是金屬薄作爲電極 塑料薄膜作爲電接質 通俗的講就是兩層鋁薄 當中夾了一層塑料薄膜 然後把它們捲起來 當然真正的製造要比這個嚴謹得多 那根據這塊薄膜的不同 又可以分成聚酯電容 聚苯乙烯電容和聚苯乙烯電容 那這種簡單的構造 使得薄膜電容具備了非常獨特的優點 耐壓高 沒有極性 溫度穩定性好 壽命長 甚至還可以在被擊穿後自愈 那它唯一的缺點可能就是體積比較大 這是三顆同等容量的電容對比 當然它們的耐壓水平也完全不在一個水平 比如說一些電源中的安規電容 大多數爲薄膜電容 還有比如小道電紋拍理 大道儲能 新能源汽車行業裏 都已經有了薄膜電容的應用了 另外就是更硬核的工業場景 比如煉化、採礦、金屬冶煉、污水處理等場景 在生產的過程中 都會需要用到非常大的電機 這些電機的額定電壓一般都非常的高 國內的話一般在10kV或者6kV左右 而且需要能夠實時的調速和改變工作模式 所以驅動這些電機 就需要用到專門的中壓變頻器 它的輸入一般是10kV或者6kV的三相交流電 內部由多個功率單元串聯來分擔電壓 那每個功率單元的輸入電壓 是700V左右的三相交流電 然後會經過二極管的整流和電容的濾波變爲直流電 再交給後級的IGBT完成變頻的操作 那這邊的電壓就高達上千伏 這對電容的耐壓要求就很高了 那傳統的中壓變頻器 一般都採用三個電解電容串聯的方案 讓三個電容來分擔電壓 但是這樣做的話需要額外的均衡電阻 因此電路就會變得複雜 存在潛在故障點多的問題 所以全新一代施耐德電器 Ultra 1200C-S中壓變頻器內部 就創新性的使用了壽命長達15年的薄膜電容 只需要一顆就可以承受住電路內部上千伏的電壓 這也使得產品可靠性和壽命有了很大的提升 那除了電容的升級以外 施耐德電器也對其中的核心部件IGBT做了升級 其中小功率採用了全新分裝的IGBT 把二極管和IGBT分裝在一起 這樣可以縮減佔用的空間以及減少故障點 同時內部集成了側溫電阻 可以快速的對溫度過高做出響應 不過目前我們常用的電容就分爲這麼幾種 其中MLCC使用的最廣泛 在電子產品中只要耐壓和容值夠基本上就能用 那電解電容主要是應對於450V以內的直流濾波場景 而在需要長壽命高耐壓的場景就需要使用薄膜電容了