Типы конденсаторов

Конденсаторы производятся во многих стилях, формах, размерах и из самых разных материалов. Все они содержат как минимум два электрических проводника , называемых пластинами , разделенных изолирующим слоем ( диэлектриком ). Конденсаторы широко используются в качестве частей электрических цепей во многих распространенных электрических устройствах.

Конденсаторы вместе с резисторами и катушками индуктивности относятся к группе пассивных компонентов электронной техники . Конденсаторы малой мощности используются в электронных устройствах для передачи сигналов между каскадами усилителей, в качестве компонентов электрических фильтров и схем настройки или в составе систем электропитания для сглаживания выпрямленного тока. Конденсаторы большего размера используются для хранения энергии в таких приложениях, как стробоскопы, в составе некоторых типов электродвигателей или для коррекции коэффициента мощности в системах распределения электроэнергии переменного тока. Стандартные конденсаторы имеют фиксированное значение емкости , но в настроенных схемах часто используются регулируемые конденсаторы. Используются разные типы в зависимости от требуемой емкости, рабочего напряжения, допустимой нагрузки по току и других свойств.

Хотя в абсолютных цифрах наиболее часто выпускаемые конденсаторы интегрируются в динамическую оперативную память , флэш-память и другие микросхемы устройств, в этой статье рассматриваются дискретные компоненты.

Общие характеристики

Традиционная конструкция

Обычный конденсатор хранит электрическую энергию в виде статического электричества за счет разделения зарядов в электрическом поле между двумя электродными пластинами. Носителями заряда обычно являются электроны . Количество заряда, накопленного на единицу напряжения, по существу зависит от размера пластин, свойств материала пластин, свойств диэлектрического материала , помещенного между пластинами, и расстояния разделения (т. е. толщины диэлектрика). ). Потенциал между пластинами ограничен свойствами диэлектрического материала и расстоянием между пластинами.

Почти все обычные промышленные конденсаторы, за исключением некоторых специальных типов, таких как «проходные конденсаторы», сконструированы как «пластинчатые конденсаторы», даже если их электроды и диэлектрик между ними намотаны или свернуты. Емкость C пластинчатых конденсаторов равна:

C={\frac {\varepsilon A}{d}}

.

Емкость увеличивается с увеличением площади A пластин и диэлектрической проницаемости ε диэлектрического материала и уменьшается с увеличением расстояния между пластинами d . Поэтому емкость наибольшая в устройствах, изготовленных из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, большой площадью пластин и малым расстоянием между пластинами.

Электрохимическое строительство

Другой тип — электрохимический конденсатор — использует два других принципа хранения электрической энергии. В отличие от керамических, пленочных и электролитических конденсаторов , суперконденсаторы (также известные как электрические двухслойные конденсаторы (EDLC) или ультраконденсаторы) не имеют обычного диэлектрика. Значение емкости электрохимического конденсатора определяется двумя принципами хранения высокой емкости. Эти принципы таковы:

накопление электростатического заряда в Гельмгольца, двойных слоях достигаемое на фаз границе раздела между поверхностью электродов и электролитом ( двухслойная емкость) ; и
электрохимическое хранение, достигаемое за счет фарадеевской электронов передачи заряда специально поглощенными ионами с окислительно-восстановительными реакциями (псевдоемкость) . В отличие от батарей, в этих реакциях ионы просто цепляются за атомную структуру электрода, не образуя и не разрывая химических связей, а в процессе заряда/разряда химические модификации отсутствуют или пренебрежимо малы.

Коэффициент накопления, обусловленный каждым принципом, может сильно различаться в зависимости от конструкции электрода и состава электролита. Псевдоемкость может увеличить значение емкости на порядок по сравнению с емкостью двойного слоя сама по себе. ^[1]

Классификация

Конденсаторы делятся на две механические группы: устройства постоянной емкости с постоянной емкостью и конденсаторы переменной емкости. Переменные конденсаторы выполнены в виде подстроечных устройств , регулировка которых обычно осуществляется только при калибровке схемы, и в виде устройств, настраиваемых в процессе работы электронного прибора.

Наиболее распространенной группой являются конденсаторы постоянной емкости. Многие из них названы в зависимости от типа диэлектрика. Для систематической классификации эти характеристики не могут быть использованы, поскольку один из старейших конденсаторов, электролитический, назван в честь конструкции его катода. Так что наиболее часто используемые имена просто исторические.

Наиболее распространенные типы конденсаторов:

Керамические конденсаторы имеют керамический диэлектрик.
Пленочные и бумажные конденсаторы названы в честь их диэлектриков.
Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы названы в честь материала, используемого в качестве анода , и конструкции катода ( электролита ).
Полимерные конденсаторы представляют собой алюминиевые, танталовые или ниобиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером в качестве электролита.
Суперконденсаторы — это семейное название:
- Двухслойные конденсаторы были названы в честь физического явления Гельмгольца. двойного слоя
- Псевдоконденсаторы были названы в честь их способности электрохимически сохранять электрическую энергию с обратимым фарадеевским переносом заряда.
- Гибридные конденсаторы сочетают в себе двухслойные и псевдоконденсаторы для увеличения удельной мощности.
Серебряные слюдяные, стеклянные, кремниевые, воздушные и вакуумные конденсаторы названы в честь их диэлектрика.

Помимо показанных выше типов конденсаторов, получивших свое название в результате исторического развития, существует множество отдельных конденсаторов, названных в зависимости от их применения. Они включают в себя:

Силовые конденсаторы , конденсаторы двигателя , конденсаторы звена постоянного тока , конденсаторы подавления , конденсаторы аудиокроссовера , конденсаторы осветительного балласта , снабберные конденсаторы , соединительные , развязывающие или шунтирующие конденсаторы .

Часто для этих приложений используется более одного семейства конденсаторов, например, для подавления помех могут использоваться керамические или пленочные конденсаторы .

Другие виды конденсаторов обсуждаются в разделе #Специальные конденсаторы .

Диэлектрики

Наиболее распространенными диэлектриками являются:

Керамика
Пластиковые пленки
Оксидный слой на металле ( алюминий , тантал , ниобий )
Природные материалы, такие как слюда , стекло , бумага , воздух , SF ₆ , вакуум.

Все они хранят свой электрический заряд статически в электрическом поле между двумя (параллельными) электродами.

Помимо обычных конденсаторов было разработано семейство электрохимических конденсаторов, называемых суперконденсаторами . Суперконденсаторы не имеют обычного диэлектрика. Они хранят свой электрический заряд статически в двойных слоях Гельмгольца и фарадеевски на поверхности электродов.

со статической двухслойной емкостью в двухслойном конденсаторе и
с псевдоемкостью (фарадеевским переносом заряда) в псевдоконденсаторе
или с использованием обоих принципов хранения в гибридных конденсаторах .

Наиболее важные параметры материала различных используемых диэлектриков и приблизительная толщина слоя Гельмгольца приведены в таблице ниже.

Ключевые параметры ^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]
Конденсаторный стиль	Диэлектрик	Родственник Диэлектрическая проницаемость на 1 кГц	Максимальный/реализованный диэлектрическая прочность (В/мкм)	Минимальная толщина диэлектрика (мкм)
Керамические конденсаторы , класс 1	параэлектрический	от 12 до 40	< 100(?)	1
Керамические конденсаторы, класс 2	сегнетоэлектрик	от 200 до 14 000	< 35	0.5
Пленочные конденсаторы	Полипропилен (ПП)	2.2	650 / 450	от 1,9 до 3,0
Пленочные конденсаторы	полиэтилентерефталат , Полиэстер (ПЭТ)	3.3	580 / 280	от 0,7 до 0,9
Пленочные конденсаторы	Полифениленсульфид (ППС)	3.0	470 / 220	1.2
Пленочные конденсаторы	Полиэтиленнафталат (ПЕН)	3.0	500 / 300	от 0,9 до 1,4
Пленочные конденсаторы	Политетрафторэтилен (ПТФЭ)	2.0	450(?) / 250	5.5
Бумажные конденсаторы	Бумага	от 3,5 до 5,5	60	от 5 до 10
Алюминиевые электролитические конденсаторы	Оксид алюминия AlO_Al2O3	9.6 ^[7]	710	< 0.01 (6.3 V) < 0.8 (450 V)
Танталовые электролитические конденсаторы	Пятиокись тантала TaO_Та2О5	26 ^[7]	625	< 0.01 (6.3 V) < 0.08 (40 V)
Ниобиевые электролитические конденсаторы	пятиокись ниобия , № ₂ О ₅	42	455	< 0.01 (6.3 V) < 0.10 (40 V)
Суперконденсаторы Двухслойные конденсаторы	Гельмгольца двухслойный	-	5000	< 0.001 (2.7 V)
Вакуумные конденсаторы	Вакуум	1	40	-
Конденсаторы с воздушным зазором	Воздух	1	3.3	-
Стеклянные конденсаторы	Стекло	от 5 до 10	450	-
Слюдяные конденсаторы	Слюда	от 5 до 8	118	от 4 до 50

Площадь пластин конденсатора можно адаптировать к желаемому значению емкости. Диэлектрическая проницаемость и толщина диэлектрика являются определяющим параметром для конденсаторов. Простота обработки также имеет решающее значение. Тонкие, механически гибкие листы можно легко сворачивать или штабелировать, создавая большие конструкции с высокими значениями емкости. Однако тонкие, как бритва, металлизированные спеченные керамические слои, покрытые металлизированными электродами, создают наилучшие условия для миниатюризации схем с использованием SMD стилей .

Краткий обзор цифр в таблице выше дает объяснение некоторым простым фактам:

Суперконденсаторы имеют самую высокую плотность емкости из-за их особых принципов хранения заряда.
Электролитические конденсаторы имеют меньшую плотность емкости, чем суперконденсаторы, но самую высокую плотность емкости по сравнению с обычными конденсаторами из-за тонкого диэлектрика.
Керамические конденсаторы класса 2 имеют гораздо более высокие значения емкости в данном случае, чем конденсаторы класса 1 из-за их гораздо более высокой диэлектрической проницаемости.
Пленочные конденсаторы с различным материалом пластиковой пленки имеют небольшой разброс размеров для данного значения емкости/напряжения пленочного конденсатора, поскольку минимальная толщина диэлектрической пленки различается для разных пленочных материалов.

Диапазон емкости и напряжения

Диапазоны емкостей в сравнении с диапазонами напряжений различных типов конденсаторов — Capacitance ranges vs. voltage ranges of different capacitor types

Емкость колеблется от пикофарад до более чем сотен фарад. Номинальное напряжение может достигать 100 киловольт. В общем, емкость и напряжение коррелируют с физическим размером и стоимостью.

Миниатюризация

Как и в других областях электроники, объемный КПД измеряет производительность электронной функции на единицу объема. Для конденсаторов объемный КПД измеряется с помощью «произведения CV», рассчитанного путем умножения емкости (C) на максимальное номинальное напряжение (V), разделенного на объем. С 1970 по 2005 год объемная эффективность значительно улучшилась.

Миниатюризация конденсаторов
Многослойный бумажный конденсатор 1923 года для шумовой развязки (блокировки) на телеграфных линиях.
Намотанный металлизированный бумажный конденсатор начала 1930-х годов в твердом бумажном футляре, значение емкости указано в «см» в системе СГС ; 5000 см соответствует 0,0056 мкФ.
Складной мокрый алюминиевый электролитический конденсатор Bell System 1929 года, вид на сложенный анод, который был установлен в квадратном корпусе (не показан), заполненном жидким электролитом.
Два мокрых алюминиевых электролитических конденсатора емкостью 8 мкФ и напряжением 525 В в бумажном корпусе, запечатанном смолой, из радиоприемника 1930-х годов.

Перекрывающийся диапазон приложений

Эти отдельные конденсаторы могут выполнять свое применение независимо от их принадлежности к показанному выше типу конденсаторов, так что существует перекрывающийся диапазон применений между различными типами конденсаторов.

Сравнение трех основных типов конденсаторов показывает, что в электронном оборудовании существует широкий диапазон перекрывающихся функций для многих универсальных и промышленных применений. — Comparing the three main capacitor types it shows, that a broad range of overlapping functions for many general-purpose and industrial applications exists in electronic equipment.

Виды и стили

Керамические конденсаторы

Конструкция **многослойного** конденсатора **керамического** ( **MLCC** )

Керамический конденсатор — это неполяризованный фиксированный конденсатор, изготовленный из двух или более чередующихся слоев керамики и металла, в котором керамический материал действует как диэлектрик, а металл — как электроды. Керамический материал представляет собой смесь тонкоизмельченных гранул параэлектрических или сегнетоэлектрических материалов, модифицированных смешанными оксидами , необходимыми для достижения желаемых характеристик конденсатора. Электрическое поведение керамического материала разделяется на два класса стабильности:

Керамические конденсаторы класса 1 с высокой стабильностью и низкими потерями, компенсирующие влияние температуры в резонансных цепях. Распространенные EIA / IEC сокращения кодов : C0G /NP0, P2G/N150, R2G/N220, U2J/N750 и т. д.
класса 2 Керамические конденсаторы с высоким объемным КПД для буферных, байпасных и соединительных приложений. Общие сокращения кодов EIA/IEC: X7R/2XI, Z5U/E26, Y5V/2F4, X7S/2C1 и т. д.

Высокая пластичность керамического сырья хорошо подходит для многих специальных применений и обеспечивает огромное разнообразие стилей, форм и большое разнообразие размеров керамических конденсаторов. Например, самый маленький дискретный конденсатор — это микросхемный конденсатор «01005» размером всего 0,4 × 0,2 мм.

Конструкция керамических многослойных конденсаторов с преимущественно чередующимися слоями приводит к тому, что одиночные конденсаторы соединяются параллельно. Эта конфигурация увеличивает емкость и уменьшает все потери и паразитные индуктивности . Керамические конденсаторы хорошо подходят для высоких частот и сильноточных импульсных нагрузок.

Поскольку толщину керамического диэлектрического слоя можно легко контролировать и производить с помощью желаемого прикладного напряжения, керамические конденсаторы доступны с номинальным напряжением до диапазона 30 кВ.

Некоторые керамические конденсаторы специальных форм и стилей используются в качестве конденсаторов для специальных применений, в том числе конденсаторы подавления радиочастотных и электромагнитных помех для подключения к сети питания, также известные как конденсаторы безопасности. ^[8] X2Y и трехполюсные конденсаторы для шунтирования и развязки, ^[9]^[10] проходные конденсаторы для подавления помех фильтрами нижних частот ^[11] и керамические силовые конденсаторы для передатчиков и ВЧ-приложений. ^[12]^[13]

Разнообразные стили керамических конденсаторов
Многослойные керамические конденсаторы (чипы MLCC) для поверхностного монтажа.
Керамические развязывающие конденсаторы X2Y
Керамические конденсаторы подавления электромагнитных помех для подключения к сети питания (конденсатор безопасности)
Керамический силовой конденсатор высокого напряжения

Пленочные конденсаторы

Три примера различных конфигураций пленочных конденсаторов для увеличения номинальных значений импульсного тока

Пленочные конденсаторы или конденсаторы из пластиковой пленки представляют собой неполяризованные конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в качестве диэлектрика. Диэлектрические пленки вытягиваются в тонкий слой, снабжаются металлическими электродами и наматываются в цилиндрическую обмотку. Электроды пленочных конденсаторов могут быть металлизированными алюминием или цинком, нанесенными на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего образуются металлизированные пленочные конденсаторы или отдельная металлическая фольга, покрывающая пленку, называемая пленочно-фольговыми конденсаторами.

Металлизированные пленочные конденсаторы обладают свойствами самовосстановления. Пробои диэлектрика или замыкания между электродами не разрушают деталь. Металлизированная конструкция позволяет изготавливать намотанные конденсаторы с большими значениями емкости (до 100 мкФ и более) в меньших корпусах, чем в пленочно-фольговой конструкции.

В пленочно-фольговых конденсаторах или конденсаторах из металлической фольги в качестве диэлектрика используются две пластиковые пленки. Каждая пленка покрыта тонкой металлической фольгой, в основном алюминиевой, для образования электродов. Преимуществом этой конструкции является простота подключения электродов из металлической фольги, а также отличная сила импульса тока.

Ключевым преимуществом внутренней конструкции каждого пленочного конденсатора является прямой контакт с электродами на обоих концах обмотки. Этот контакт делает все текущие пути очень короткими. Конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно, тем самым уменьшая внутренние омические потери ( эквивалентное последовательное сопротивление или ESR) и эквивалентную последовательную индуктивность (ESL). Природная геометрия структуры пленочных конденсаторов приводит к низким омическим потерям и низкой паразитной индуктивности, что делает их пригодными для применений с высокими импульсными токами ( демпферы ), а также для приложений с питанием переменного тока или для приложений на более высоких частотах.

Пластиковые пленки, используемые в качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов, представляют собой полипропилен (ПП), полиэстер (ПЭТ), полифениленсульфид (ППС), полиэтиленнафталат (ПЭН) и политетрафторэтилен (ПТФЭ). Полипропилен занимает долю рынка около 50%, а полиэстер - около 40% и являются наиболее используемыми пленочными материалами. Остальные 10% используют все остальные материалы, включая PPS и бумагу, примерно по 3% каждого. ^[14]^[15]

Характеристики пленочных пластиковых материалов для пленочных конденсаторов
		Пленочный материал, сокращенные коды
Характеристики фильма		ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ	РУЧКА	ППС	ПП
Относительная диэлектрическая проницаемость на частоте 1 кГц		3.3	3.0	3.0	2.2
Минимальная толщина пленки (мкм)		0.7–0.9	0.9–1.4	1.2	2.4–3.0
Поглощение влаги (%)		низкий	0.4	0.05	<0,1
Диэлектрическая прочность (В/мкм)		580	500	470	650
Коммерческая реализация устойчивость к напряжению (В/мкм)		280	300	220	400
Диапазон напряжения постоянного тока (В)		50–1,000	16–250	16–100	40–2,000
Диапазон емкости		100 пФ–22 мкФ	100 пФ–1 мкФ	100 пФ–0,47 мкФ	100 пФ–10 мкФ
Диапазон температур применения (°C)		от −55 до +125 /+150	от −55 до +150	от −55 до +150	от −55 до +105
C/C ₀ в зависимости от диапазона температур (%)		±5	±5	±1.5	±2.5
Коэффициент потерь (•10 ⁻⁴)
	на 1 кГц	50–200	42–80	2–15	0.5–5
	при 10 кГц	110–150	54–150	2.5–25	2–8
	при 100 кГц	170–300	120–300	12–60	2–25
	на частоте 1 МГц	200–350	–	18–70	4–40
Постоянная времени R _Insul •C (с)	и 25 °С	≥10,000	≥10,000	≥10,000	≥100,000
Постоянная времени R _Insul •C (с)	и 85 °С	1,000	1,000	1,000	10,000
Диэлектрическая абсорбция (%)		0.2–0.5	1–1.2	0.05–0.1	0.01–0.1
Удельная емкость (нФ•В/мм ³)		400	250	140	50

Некоторые пленочные конденсаторы специальных форм и стилей используются в качестве конденсаторов для специальных применений, в том числе конденсаторы подавления радиочастотных и электромагнитных помех для подключения к сети питания, также известные как конденсаторы безопасности. ^[16] снабберные конденсаторы для очень высоких импульсных токов, ^[17] Конденсаторы для работы двигателя и конденсаторы переменного тока для приложений, работающих на двигателе. ^[18]

Высокая импульсная токовая нагрузка является наиболее важной особенностью пленочных конденсаторов, поэтому многие из доступных моделей имеют специальные клеммы для больших токов.
Радиальное исполнение (односторонний) для монтажа под пайку через отверстие на печатных платах.
Тип SMD для поверхностного монтажа печатной платы, с металлизированными контактами на двух противоположных краях.
Радиальное исполнение с прочными выводами под пайку для демпферных применений и высоких импульсных нагрузок.
Прочный снабберный конденсатор с винтовыми клеммами.

Силовые пленочные конденсаторы

Силовой конденсатор МКВ, двухсторонняя металлизированная бумага (бесполевой механический носитель электродов), полипропиленовая пленка (диэлектрик), обмотки, пропитанные изоляционным маслом.

Родственным типом является силовой пленочный конденсатор . Материалы и технологии изготовления, используемые для пленочных конденсаторов большой мощности, в основном аналогичны материалам и технологиям изготовления обычных пленочных конденсаторов. Однако конденсаторы с номинальной мощностью от высокой до очень высокой для применения в энергосистемах и электроустановках по историческим причинам часто классифицируются отдельно. Стандартизация обычных пленочных конденсаторов ориентирована на электрические и механические параметры. Стандартизация силовых конденсаторов, напротив, подчеркивает безопасность персонала и оборудования, установленную местным регулирующим органом.

По мере того, как современное электронное оборудование приобрело способность справляться с уровнями мощности, которые ранее были исключительной областью «электрических» компонентов, различие между «электронными» и «электрическими» номинальными мощностями стиралось. Исторически граница между этими двумя семействами проходила примерно по реактивной мощности 200 вольт-ампер.

В пленочных силовых конденсаторах в качестве диэлектрика чаще всего используется полипропиленовая пленка. Другие типы включают металлизированные бумажные конденсаторы (конденсаторы МП) и пленочные конденсаторы со смешанной диэлектрикой с полипропиленовыми диэлектриками. Конденсаторы MP служат в экономичных приложениях и в качестве бесполевых несущих электродов (конденсаторы из мокрой фольги) для высоких импульсных нагрузок переменного тока или больших токов. Обмотки можно заполнить изолирующим маслом или эпоксидной смолой , чтобы уменьшить количество пузырьков воздуха и тем самым предотвратить короткие замыкания.

Они находят применение в качестве преобразователей для изменения напряжения, тока или частоты, для хранения или резкой подачи электрической энергии или для улучшения коэффициента мощности. Диапазон номинального напряжения этих конденсаторов составляет примерно от 120 В переменного тока (емкостные осветительные балласты) до 100 кВ. ^[19]

Силовые пленочные конденсаторы для применения в энергетических системах, электроустановках и на предприятиях.
Силовой пленочный конденсатор для коррекции коэффициента мощности переменного тока (PFC), упакованный в цилиндрический металлический корпус.
Силовой пленочный конденсатор в прямоугольном корпусе
Одна из нескольких батарей силовых пленочных конденсаторов для накопления энергии для генерации магнитного поля на адронно-электронном кольцевом ускорителе ( HERA ), расположенном на площадке DESY в Гамбурге.
Конденсационная батарея подстанции 75МВАР на напряжение 150 кВ

Электролитические конденсаторы

Диверсификация электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют металлический анод, покрытый оксидным слоем, служащим диэлектриком. Второй электрод представляет собой нетвердый (влажный) или твердый электролит. Электролитические конденсаторы поляризованы. Доступны три семейства, классифицированные в зависимости от их диэлектрика.

Алюминиевые электролитические конденсаторы с оксидом алюминия в качестве диэлектрика.
Танталовые электролитические конденсаторы с пентоксидом тантала в качестве диэлектрика.
Ниобиевые электролитические конденсаторы с пентоксидом ниобия в качестве диэлектрика.

Анод имеет высокую шероховатость для увеличения площади поверхности. Это, а также относительно высокая диэлектрическая проницаемость оксидного слоя придает этим конденсаторам очень высокую емкость на единицу объема по сравнению с пленочными или керамическими конденсаторами.

Диэлектрическая проницаемость пентаоксида тантала примерно в три раза выше, чем у оксида алюминия, что позволяет производить значительно меньшие компоненты. Однако диэлектрическая проницаемость определяет только размеры. Электрические параметры, особенно проводимость , определяются материалом и составом электролита. Используются три основных типа электролитов:

нетвердые (влажные, жидкие) — проводимость примерно 10 мСм/см, самая низкая стоимость.
твердый оксид марганца — проводимость около 100 мСм/см обеспечивает высокое качество и стабильность
твердый проводящий полимер ( Полипиррол или ПЭДОТ:ПСС ) — проводимость примерно 100...500 См/см, ^[20]^[21] предлагают значения ESR до <10 мОм

Внутренние потери электролитических конденсаторов, преимущественно используемых для развязки и буферизации, определяются типом электролита.

Эталоны различных типов электролитических конденсаторов
Материал анода	Электролит	Емкость диапазон (мкФ)	Макс. рейтинг Напряжение и 85 °С (V)	Верхний категории температура (°С)	Специфический пульсирующий ток (мА/мм ³) ¹⁾
Алюминий (шероховатая фольга)	не твердый, например, этиленгликоль , ДМФ , ДМА , ГБЛ	0.1–2,700,000	600	150	0.05–2.0
	твердый, Диоксид марганца (MnO ₂	0.1–1,500	40	175	0.5–2.5
	твердый проводящий полимер (например, ПЕДОТ:PSS )	10–1,500	250	125	10–30
Тантал (шероховатая фольга)	нетвердый Серная кислота	0.1–1,000	630	125	–
Тантал (спеченный)	нетвердый серная кислота	0.1–15,000	150	200	–
	твердый Диоксид марганца (MnO ₂	0.1–3,300	125	150	1.5–15
	твердый проводящий полимер (например, ПЕДОТ:PSS)	10–1,500	35	125	10–30
Ниобий или оксид ниобия (спеченный)	твердый Диоксид марганца (MnO ₂	1–1,500	10	125	5–20
¹⁾ Пульсирующий ток при 100 кГц и 85 °C/объем (номинальные размеры)

Большая емкость электролитических конденсаторов на единицу объема делает их ценными в относительно сильноточных и низкочастотных электрических цепях , например, в фильтрах источников питания для развязки нежелательных компонентов переменного тока от соединений постоянного тока или в качестве разделительных конденсаторов в аудиоусилителях для пропускания или обхода. низкочастотные сигналы и сохранение большого количества энергии. Относительно высокое значение емкости электролитического конденсатора в сочетании с очень низким ESR полимерного электролита полимерных конденсаторов , особенно в типах SMD, делает их конкурентом конденсаторов для микросхем MLC в источниках питания персональных компьютеров.

Биполярные алюминиевые электролитические конденсаторы (также называемые неполяризованными конденсаторами) содержат две анодированные алюминиевые фольги, ведущие себя как два конденсатора, соединенных последовательно друг против друга.

К электролитическим конденсаторам специального назначения относятся пусковые конденсаторы двигателей, ^[22] конденсаторы для фонарика ^[23] и конденсаторы звуковой частоты. ^[24]

Схематическое изображение
Схематическое изображение конструкции намотанного алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым (жидким) электролитом.
Схематическое изображение структуры спеченного танталового электролитического конденсатора с твердым электролитом и контактирующими с катодом слоями.

Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы
Алюминиевые электролитические конденсаторы осевого, радиального (несимметричного) и V-образного типа.
Защелкивающиеся алюминиевые электролитические конденсаторы для силовых приложений
Стиль SMD для поверхностного монтажа алюминиевых электролитических конденсаторов с полимерным электролитом.
Танталовые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа

Суперконденсаторы

Классификация суперконденсаторов по классам в соответствии со стандартами IEC 62391-1, IEC 62567 и DIN EN 61881-3.

Суперконденсаторы (СК) , ^[25] представляют собой семейство электрохимических конденсаторов . Суперконденсатор, иногда называемый ультраконденсатором, представляет собой общий термин для обозначения двухслойных электрических конденсаторов (EDLC), псевдоконденсаторов и гибридных конденсаторов. У них нет обычного твердого диэлектрика . Значение емкости электрохимического конденсатора определяется двумя принципами накопления, оба из которых вносят вклад в общую емкость конденсатора: ^[26]^[27]^[28]

Двухслойная емкость . Хранение достигается за счет разделения заряда в Гельмгольца двойном слое на границе раздела между поверхностью проводника и электролитическим раствором. Расстояние разделения заряда в двойном слое составляет порядка нескольких ангстрем (0,3–0,8 нм ). Это хранилище имеет электростатическое происхождение. ^[1]
Псевдоемкость . Хранение достигается за счет окислительно-восстановительных реакций , электроабсорбции или интеркаляции на поверхности электрода или за счет специфически поглощенных ионов , что приводит к обратимому фарадеевскому переносу заряда . Псевдоемкость имеет фарадеевское происхождение. ^[1]

Коэффициент накопления, обусловленный каждым принципом, может сильно различаться в зависимости от конструкции электрода и состава электролита. Псевдоемкость может увеличить значение емкости на порядок по сравнению с емкостью двойного слоя сама по себе. ^[25]

Суперконденсаторы делятся на три семейства в зависимости от конструкции электродов:

Двухслойные конденсаторы - с угольными электродами или их производные с гораздо более высокой статической емкостью двойного слоя, чем фарадеевская псевдоемкость.
Псевдоконденсаторы - с электродами из оксидов металлов или проводящих полимеров с высокой фарадеевской псевдоемкостью.
Гибридные конденсаторы - конденсаторы со специальными асимметричными электродами, которые обладают как значительной емкостью двойного слоя, так и псевдоемкостью, например литий-ионные конденсаторы.

Суперконденсаторы заполняют пробел между обычными конденсаторами и перезаряжаемыми батареями . Они имеют самые высокие доступные значения емкости на единицу объема и самую большую плотность энергии среди всех конденсаторов. Они поддерживают до 12 000 фарад /1,2 вольта, ^[29] со значениями емкости до 10 000 раз больше, чем у электролитических конденсаторов . ^[25] Хотя плотность энергии существующих суперконденсаторов составляет примерно 10% от плотности энергии обычной батареи, их плотность мощности обычно в 10–100 раз выше. Плотность мощности определяется как произведение плотности энергии на скорость, с которой энергия доставляется в нагрузку . Более высокая плотность мощности приводит к гораздо более коротким циклам зарядки/разрядки, чем способна батарея, а также к большей устойчивости к многочисленным циклам зарядки/разрядки. Это делает их хорошо подходящими для параллельного подключения к батареям и может улучшить характеристики батарей с точки зрения удельной мощности.

В электрохимических конденсаторах электролит представляет собой проводящее соединение между двумя электродами, что отличает их от электролитических конденсаторов, в которых электролит образует только катод, второй электрод.

Суперконденсаторы поляризованы и должны работать с правильной полярностью. Полярность контролируется конструкцией с асимметричными электродами или, для симметричных электродов, потенциалом, приложенным в процессе производства.

Суперконденсаторы поддерживают широкий спектр приложений, отвечающих требованиям мощности и энергии, в том числе:

Низкий ток питания в течение длительного времени для резервной памяти ( SRAM ) в электронном оборудовании.
Силовая электроника, требующая очень короткого и сильного тока, как в системе KERS в Формулы 1. автомобилях
Рекуперация энергии торможения таких транспортных средств, как автобусы и поезда.

Суперконденсаторы редко являются взаимозаменяемыми, особенно с более высокой плотностью энергии. Стандарт IEC 62391-1 Фиксированные электрические двухслойные конденсаторы для использования в электронном оборудовании определяет четыре класса применения:

Класс 1, резервное копирование памяти, ток разряда в мА = 1 • C (F)
Класс 2, накопитель энергии, ток разряда в мА = 0,4 • C (F) • В (В)
Класс 3, Мощность, ток разряда в мА = 4 • C (F) • В (В)
Класс 4, мгновенная мощность, ток разряда в мА = 40 • C (F) • В (В)

Исключением для электронных компонентов, таких как конденсаторы, является множество различных торговых названий или серий, используемых для суперконденсаторов, таких как: APowerCap, BestCap, BoostCap, CAP-XX, DLCAP, EneCapTen, EVerCAP, DynaCap, Faradcap, GreenCap, Goldcap, HY-CAP, каптоновый конденсатор, Суперконденсатор, SuperCap, PAS Capacitor, PowerStor, PseudoCap, Ultracapacitor, что затрудняет классификацию этих конденсаторов пользователям.

Двухслойные, литий-ионные и суперконденсаторы
Двухслойный конденсатор емкостью 1 Ф при напряжении 5,5 В для сохранения данных при отключении питания.
Радиальные (несимметричные) литий-ионные конденсаторы для высокой плотности энергии
Суперконденсаторы

Конденсаторы класса X и класса Y

Многие правила безопасности предписывают использовать конденсаторы класса X или класса Y всякий раз, когда «отказ от короткого замыкания» может подвергнуть опасности людей. чтобы гарантировать гальваническую развязку даже при выходе из строя конденсатора.

Удары молний и другие источники вызывают скачки высокого напряжения в электросети. Защитные конденсаторы защищают людей и устройства от скачков высокого напряжения, шунтируя энергию перенапряжения на землю. ^[30]

В частности, правила техники безопасности требуют особого расположения сетевых фильтрующих конденсаторов классов X и Y. ^[31]

В принципе, для изготовления конденсаторов классов X и Y можно использовать любой диэлектрик; возможно, включив внутренний предохранитель для повышения безопасности. ^[32]^[33]^[34]^[35] На практике конденсаторы, соответствующие спецификациям классов X и Y, обычно керамические конденсаторы подавления радиочастотных и электромагнитных помех или Конденсаторы подавления RFI/EMI из пластиковой пленки .

Разные конденсаторы

Помимо вышеописанных конденсаторов, охватывающих почти весь рынок дискретных конденсаторов, в электронике можно найти некоторые новые разработки или очень специальные типы конденсаторов, а также старые типы.

Интегрированные конденсаторы

Интегральные конденсаторы. В интегральных схемах наноконденсаторы могут быть сформированы путем соответствующей металлизации на изолирующей подложке. Они могут быть упакованы в несколько массивов конденсаторов без каких-либо других полупроводниковых частей в качестве дискретных компонентов. ^[36]
Стеклянные конденсаторы. По состоянию на 2012 год первый конденсатор из лейденской банки был изготовлен из стекла. ^[update] стеклянные конденсаторы использовались в версии SMD для приложений, требующих сверхнадежной и сверхстабильной работы.

Силовые конденсаторы

Вакуумные конденсаторы - используются в радиочастотных передатчиках большой мощности.
SF _{6 — используются в качестве эталона емкости в измерительных мостовых схемах.}Газонаполненные конденсаторы

Специальные конденсаторы

Печатные платы — металлические проводящие участки в разных слоях многослойной печатной платы могут действовать как высокостабильный конденсатор в фильтрах с распределенными элементами . Обычной отраслевой практикой является заполнение неиспользуемых областей одного слоя печатной платы заземляющим проводником, а другого слоя - силовым проводником, образуя большой распределенный конденсатор между слоями.
Провод — два куска изолированного провода, скрученные вместе. Значения емкости обычно находятся в диапазоне от 3 до 15 пФ. Используется в самодельных схемах УКВ для обратной связи по колебаниям.

Существуют также специализированные устройства, такие как встроенные конденсаторы с металлическими проводящими участками в разных слоях многослойной печатной платы и кладжи, такие как скрутка двух кусков изолированного провода.

Конденсаторы, изготовленные путем скручивания двух кусков изолированного провода, называются конденсаторами-уловками. Конденсаторы Gimmick использовались в коммерческих и любительских радиоприемниках. ^[37]^[38]^[39]^[40]^[41]

Устаревшие конденсаторы

Лейден раздражает самый ранний известный конденсатор
Зажимные слюдяные конденсаторы - первые конденсаторы со стабильными частотными характеристиками и низкими потерями, использовавшиеся в военной радиосвязи во время Второй мировой войны.
Конденсаторы с воздушным зазором - использовались в первых передатчиках с искровым разрядником.

Разные конденсаторы
номиналом 1 нФ × 500 В постоянного тока. Некоторые серебряно-слюдяные конденсаторы
Вакуумный конденсатор с капсулой из уранового стекла.

Переменные конденсаторы

Емкость переменных конденсаторов может изменяться в результате механического движения. Существует два основных типа:

Настроечный конденсатор - переменный конденсатор для намеренной и многократной настройки генераторной схемы в радиоприемнике или другой настраиваемой цепи.
Подстроечный конденсатор - небольшой переменный конденсатор, обычно для внутренней регулировки одноразовой схемы генератора.

К конденсаторам переменной емкости относятся конденсаторы, в которых используется механическая конструкция для изменения расстояния между пластинами или величины перекрывающейся поверхности пластин. В качестве диэлектрической среды они в основном используют воздух.

Полупроводниковые диоды с переменной емкостью не являются конденсаторами в смысле пассивных компонентов, но могут изменять свою емкость в зависимости от приложенного напряжения обратного смещения и используются как конденсатор переменной емкости. Они заменили большую часть настроечных и подстроечных конденсаторов.

Переменные конденсаторы
Конденсатор настройки воздушного зазора
Конденсатор настройки вакуума
Подстроечный конденсатор для монтажа через отверстие
Подстроечный конденсатор для поверхностного монтажа

Сравнение типов

Особенности и применение, а также недостатки конденсаторов.
Тип конденсатора	Диэлектрик	Возможности/приложения	Недостатки
Керамические конденсаторы
Керамические конденсаторы класса 1	параэлектрическая керамическая смесь диоксида титана, модифицированная добавками	Предсказуемое линейное и низкое емкости изменение в зависимости от рабочей температуры . Отличные высокочастотные характеристики с низкими потерями. Для температурной компенсации в резонансных схемах . Доступны напряжения до 15 000 В.	Керамические конденсаторы с низкой диэлектрической проницаемостью , конденсаторы с низким объемным КПД , большие размеры, чем у конденсаторов класса 2.
Керамические конденсаторы класса 2	сегнетоэлектрическая керамическая смесь титаната бария и подходящих добавок	Высокая диэлектрическая проницаемость, высокий объемный КПД, меньшие размеры, чем у конденсаторов класса 1. Для буферных, байпасных и соединительных применений. Доступны напряжения до 50 000 В.	Меньшая стабильность и более высокие потери, чем у класса 1. Емкость изменяется с изменением приложенного напряжения, частоты и с эффектом старения. Слегка микрофонный
Пленочные конденсаторы
Металлизированные пленочные конденсаторы	ПП, ПЭТ, ПЭН, ППС, (ПТФЭ)	Металлизированные пленочные конденсаторы значительно меньше по размеру, чем пленочные/фольговые версии, и обладают свойствами самовосстановления.	Тонкие металлизированные электроды ограничивают максимальную допустимую токовую нагрузку и максимально возможное импульсное напряжение.
Пленочные/фольговые пленочные конденсаторы	ПП, ПЭТ, ПТФЭ	Пленочные/фольговые пленочные конденсаторы имеют самые высокие характеристики импульсного напряжения/импульсного напряжения соответственно. Пиковые токи выше, чем у металлизированных типов.	Нет свойств самовосстановления: внутреннее короткое замыкание может вывести из строя. Большие размеры, чем у металлизированной альтернативы.
Пленочные конденсаторы из полипропилена (ПП)	Полипропилен	Самый популярный диэлектрик пленочных конденсаторов. ^{[ нужна ссылка ]} Предсказуемое линейное и низкое изменение емкости в зависимости от рабочей температуры. Подходит для применения в схемах определения частоты класса 1 и прецизионных аналоговых приложениях. Очень узкие емкости. Чрезвычайно низкий коэффициент рассеивания. Низкое влагопоглощение, поэтому подходит для «голых» конструкций без покрытия. Высокое сопротивление изоляции. Используется в приложениях с высокой мощностью, таких как снаббер или IGBT. Используется также в приложениях переменного тока , например, в двигателях или коррекции коэффициента мощности . Очень низкие диэлектрические потери. Высокочастотные и мощные применения, такие как индукционный нагрев . Широко используется для обеспечения безопасности/подавления электромагнитных помех, включая подключение к сети электропитания.	Максимальная рабочая температура 105 °C. Сравнительно низкая диэлектрическая проницаемость 2,2. Пленочные конденсаторы из полипропилена обычно больше, чем другие пленочные конденсаторы. Более восприимчивы к повреждениям из-за переходных перенапряжений или перенапряжений, чем масляные конденсаторы MKV для импульсных источников питания.
Полиэфирная (ПЭТ) пленка (Майларовые) конденсаторы	Полиэтилентерефталат, Полиэстер (Хостафан, Майлар)	Меньше по размеру, чем функционально сопоставимые полипропиленовые пленочные конденсаторы. Низкое поглощение влаги. Практически полностью заменили металлизированную бумагу и полистироловую пленку для большинства применений постоянного тока. В основном используется для приложений общего назначения или полукритических цепей с рабочей температурой до 125 °C. Рабочее напряжение до 60 000 В постоянного тока.	Можно использовать на низких частотах (переменный ток). Ограниченное использование в силовой электронике из-за более высоких потерь при повышении температуры и частоты.
Полиэтиленнафталат (PEN) пленочные конденсаторы	Полиэтиленнафталат (Каладекс)	Лучшая стабильность при высоких температурах, чем у ПЭТ. Больше подходит для применения при высоких температурах и для упаковки SMD. В основном используется для некритической фильтрации, связи и развязки, поскольку температурные зависимости не значительны.	Более низкая относительная диэлектрическая проницаемость и более низкая диэлектрическая прочность предполагают большие размеры при заданной емкости и номинальном напряжении, чем ПЭТ.
Полифениленсульфид (PPS) пленочные конденсаторы	Полифенилен (Торелина)	Малая температурная зависимость во всем температурном диапазоне и узкая частотная зависимость в широком диапазоне частот. Коэффициент рассеяния довольно мал и стабилен. Рабочая температура до 270 °C. Подходит для SMD. Выдерживать повышенные температуры пайки оплавлением для бессвинцовой пайки, предусмотренные директивой RoHS 2002/95/Европейского Союза.	При температуре выше 100 °C коэффициент рассеяния увеличивается, увеличивая температуру компонента, но он может работать без ухудшения качества. Стоимость обычно выше, чем у ПП.
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) ( Тефлоновая пленка) конденсаторы	Политетрафторэтилен (Тефлон)	Твердый диэлектрик с наименьшими потерями. Рабочая температура до 250 °C. Чрезвычайно высокое сопротивление изоляции. Хорошая стабильность. Используется в критически важных приложениях.	Большой размер (из-за низкой диэлектрической проницаемости). Более высокая стоимость, чем у других пленочных конденсаторов.
Поликарбонат (ПК) пленочные конденсаторы	Поликарбонат	Практически полностью заменен на ПП	Ограниченные производители
Полистирол (ПС) пленочные конденсаторы	Полистирол (Стирофлекс)	Хорошая термическая стабильность, высокая изоляция, низкий уровень искажений. ^[42] но не подходит для SMT и теперь почти полностью заменен ПЭТ	Ограниченные производители
Полисульфоновые пленочные конденсаторы	Полисульфон	Похоже на поликарбонат. Выдерживают полное напряжение при сравнительно более высоких температурах.	Только разработка, серий не найдено (2012)
Конденсаторы полиамидные пленочные	Полиамид	Рабочая температура до 200 °C. Высокое сопротивление изоляции. Хорошая стабильность. Низкий коэффициент рассеивания.	Только разработка, серий не найдено (2012)
Полиимидная пленка (Каптоновые) конденсаторы	Полиимид (Каптон)	Самая высокая диэлектрическая прочность среди всех известных диэлектриков из пластиковой пленки.	Только разработка, серий не найдено (2012)
Пленочные силовые конденсаторы
Металлизированные бумажные силовые конденсаторы	Бумага, пропитанная изоляционным маслом или эпоксидной смолой.	Свойства самовосстановления. Изначально пропитаны воском, маслом или эпоксидной смолой. Версия из масляно-крафт-бумаги, используемая в некоторых приложениях с высоким напряжением . В основном заменен на ПП.	Большой размер. Высокогигроскопичен несмотря , впитывает влагу из атмосферы, на пластиковые корпуса и пропитки. Влага увеличивает диэлектрические потери и снижает сопротивление изоляции .
Силовые конденсаторы из бумажной пленки/фольги	Крафт-бумага, пропитанная маслом.	Бумага, покрытая металлической фольгой в качестве электродов. Бюджетный. Прерывистый режим работы, применение с высоким разрядом.	Физически большой и тяжелый. Значительно более низкая плотность энергии, чем у диэлектрика ПП. Не самоисцеление. Потенциальный катастрофический отказ из-за высокого запаса энергии.
ПП диэлектрик, бумага без полей силовые конденсаторы (Силовые конденсаторы MKV)	Двусторонняя (без полей) металлизированная бумага в качестве носителя электродов. ПП в качестве диэлектрика, пропитанного изоляционным маслом, эпоксидной смолой или изолирующим газом.	Самоисцеление. Очень низкие потери. Высокое сопротивление изоляции. Высокая сила пускового тока. Высокая термическая стабильность. Тяжелые приложения, такие как коммутация с высокой реактивной мощностью, высокими частотами и нагрузкой с высоким пиковым током, а также другие приложения переменного тока.	Физически больше, чем силовые конденсаторы из полипропилена.
Одно- или двусторонние силовые конденсаторы из металлизированного полипропилена	ПП в качестве диэлектрика, пропитанного изоляционным маслом, эпоксидной смолой или изолирующим газом.	Самая высокая емкость силового конденсатора на единицу объема. Самоисцеление. Широкий спектр применений, таких как конденсаторы общего назначения, конденсаторы переменного тока, конденсаторы двигателей , сглаживание или фильтрация, звенья постоянного тока, демпфирование или ограничение, демпфирование переменного тока, последовательные резонансные цепи постоянного тока, разряд постоянного тока, коммутация переменного тока, коррекция коэффициента мощности переменного тока.	критически важен для надежной работы при высоком напряжении и очень высоких нагрузках по пусковому току, ограниченная термостойкость (105 °C)
Силовые конденсаторы из полипропиленовой пленки/фольги	Пропитанный ПП или изоляционный газ, изоляционное масло, эпоксидная смола или изоляционный газ	Самая высокая сила пускового тока	Больше, чем металлизированные версии из полипропилена. Не самоисцеление.
Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы с не твердым (влажный, жидкий) электролит	Оксид алюминия AlO_Al2O3	Очень большое соотношение емкости к объему. Значения емкости до 2 700 000 мкФ/6,3 В. Напряжение до 550 В. Самая низкая стоимость за значения емкости/напряжения. Используется там, где низкие потери и высокая стабильность емкости не имеют большого значения, особенно для низких частот, таких как байпас, связь, сглаживание и буферизация в источниках питания и цепях постоянного тока.	Поляризованный. Значительная утечка. Относительно высокие значения ESR и ESL, ограничивающие высокие пульсации тока и высокочастотные приложения. Требуется расчет срока службы из-за явления высыхания. Выпуск воздуха или взрыв при перегрузке, перегреве или неправильной полярности подключения. Электролит на водной основе может вытечь в конце срока службы, что свидетельствует о таких неисправностях, как « конденсаторная чума ».
	Пятиокись тантала TaO_Та2О5	Мокрые танталовые электролитические конденсаторы (мокрая заготовка) ^[43] Самая низкая утечка среди электролитов. Напряжение до 630 В (танталовая пленка) или 125 В (танталовый спеченный корпус). Герметично запечатан. Стабильный и надежный. Военное и космическое применение.	Поляризованный. Сильный взрыв при превышении напряжения, пульсаций тока или скорости нарастания напряжения, а также при обратном напряжении. Дорогой.
Электролитические конденсаторы с твердым диоксида марганца электролитом	Оксид алюминия Ал ₂2О ₃ Пятиокись тантала Та ₂ О ₅ , Пентаоксид ниобия Нб ₂2О ₅	Тантал и ниобий имеют меньшие размеры при заданной емкости/напряжении по сравнению с алюминием. Стабильные электрические параметры. Хорошие долгосрочные характеристики при высоких температурах. Более низкий ESR ниже, чем у нетвердых (влажных) электролитов.	Поляризованный. Около 125 В. Низкое напряжение и ограниченная устойчивость к переходным, обратным или импульсным напряжениям. Возможно возгорание в случае неисправности. СОЭ намного выше, чем у проводящих полимерных электролитов. Ожидается, что марганец будет заменен полимером.
Электролитические конденсаторы с твердым полимерным электролитом ( Полимерные конденсаторы )	Оксид алюминия Ал ₂2О ₃, Пятиокись тантала Та ₂ О ₅ , Пентаоксид ниобия Нб ₂2О ₅	Значительно сниженное СОЭ по сравнению с марганцевыми или нетвердыми (влажными) электролитами. Более высокие значения пульсаций тока. Увеличенный срок эксплуатации. Стабильные электрические параметры. Самоисцеление. ^[44] Используется для сглаживания и буферизации в небольших источниках питания, особенно в SMD.	Поляризованный. Самый высокий ток утечки среди электролитов. Более высокие цены, чем нетвердый или диоксид марганца. Напряжение ограничено примерно 100 В. Взрывается при превышении напряжения, тока или скорости нарастания или при понижении обратного напряжения.
Суперконденсаторы
Суперконденсаторы Псевдоконденсаторы	Двойной слой Гельмгольца плюс фарадеевская псевдоемкость	Плотность энергии обычно в десятки и сотни раз выше, чем у обычных электролитов. Больше сравним с батареями, чем с другими конденсаторами. Большое соотношение емкости/объема. Сравнительно низкая СОЭ. Тысячи фарад. Резервное копирование оперативной памяти. Временное питание при замене батареи. Быстро поглощает/отдает гораздо большие токи, чем батареи. Сотни тысяч циклов зарядки/разрядки. Гибридные автомобили. Восстановление	Поляризованный. Низкое рабочее напряжение на ячейку. (Сложенные элементы обеспечивают более высокое рабочее напряжение.) Относительно высокая стоимость.
Гибридные конденсаторы Литий-ионные конденсаторы (ЛИЦ)	Двойной слой Гельмгольца плюс фарадеевская псевдоемкость. Анод, легированный ионами лития .	Более высокое рабочее напряжение. Плотность энергии выше, чем у обычных EDLC, но меньше, чем у литий-ионных батарей (LIB). Никаких термических неконтролируемых реакций.	Поляризованный. Низкое рабочее напряжение на ячейку. (Сложенные элементы обеспечивают более высокое рабочее напряжение.) Относительно высокая стоимость.
Разные конденсаторы
Конденсаторы с воздушным зазором	Воздух	Низкие диэлектрические потери. Применяется для резонансных ВЧ контуров при ВЧ сварке большой мощности.	Физически большой. Сравнительно низкая емкость.
Вакуумные конденсаторы	Вакуум	Чрезвычайно низкие потери. Используется для высоковольтных и мощных радиочастотных приложений, таких как передатчики и индукционный нагрев. Самовосстановление, если ток дугового замыкания ограничен.	Очень высокая стоимость. Хрупкий. Большой. Сравнительно низкая емкость.
Сан-Франциско ₆ -газонаполненные конденсаторы	Сан-Франциско ₆ газ	Высокая точность. ^[45] Чрезвычайно низкие потери. Очень высокая стабильность. Номинальное напряжение до 1600 кВ. Используется в качестве эталона емкости в измерительных мостовых схемах.	Очень высокая стоимость
Конденсаторы из металлизированной слюды ( серебряной слюды )	Слюда	Очень высокая стабильность. Никакого старения. Низкие потери. Используется для ВЧ и низкочастотных ВЧ цепей, а также в качестве эталона емкости в измерительных мостовых схемах. В основном заменены керамическими конденсаторами класса 1.	Более высокая стоимость, чем у керамических конденсаторов класса 1.
Стеклянные конденсаторы	Стекло	Лучшая стабильность и частота, чем у серебряной слюды. Ультранадежный. Ультрастабильный. Устойчив к ядерному излучению. Рабочая температура: от −75°С до +200°С и даже кратковременная передержка до +250°С. ^[46]	Более высокая стоимость, чем у керамики класса 1.
Интегрированные конденсаторы	оксид-нитрид-оксид (ОНО)	Тонкий (до 100 мкм). Меньшая занимаемая площадь, чем у большинства MLCC. Низкий ESL. Очень высокая стабильность до 200 °C. Высокая надежность	Производство по индивидуальному заказу
Переменные конденсаторы
Конденсаторы с воздушным зазором	Воздух	Круговые или различные логарифмические разрезы электрода ротора для разных кривых емкости. Разъемный ротор или статор для симметричной регулировки. Ось на шарикоподшипниках для регулировки уровня шума. Для высокопрофессиональных устройств.	Большие размеры. Высокая стоимость.
Конденсаторы для настройки вакуума	Вакуум	Чрезвычайно низкие потери. Используется для высоковольтных и мощных радиочастотных приложений, таких как передатчики и индукционный нагрев. Самовосстановление, если ток дугового замыкания ограничен.	Очень высокая стоимость. Хрупкий. Большие размеры.
Сан-Франциско ₆ газонаполненный настроечный конденсатор	Сан-Франциско ₆	Чрезвычайно низкие потери. Используется для высоковольтных и мощных радиочастотных приложений.	Очень высокая стоимость, хрупкость, большие габариты.
Конденсаторы для регулировки воздушного зазора	Воздух	В основном заменены полупроводниковыми диодами переменной емкости.	Высокая стоимость
Керамические подстроечные конденсаторы	Керамика 1 класса	Линейное и стабильное поведение частоты в широком диапазоне температур.	Высокая стоимость

Электрические характеристики

Последовательно-эквивалентная схема

Модель последовательно-эквивалентной схемы конденсатора

Дискретные конденсаторы отличаются от идеальных конденсаторов. Идеальный конденсатор только накапливает и выделяет электрическую энергию, не рассеивая ее. Компоненты конденсатора имеют потери и паразитные индуктивные части. Эти недостатки материала и конструкции могут иметь положительные последствия, такие как линейное поведение частоты и температуры в керамических конденсаторах класса 1. И наоборот, отрицательные последствия включают нелинейную, зависящую от напряжения емкость керамических конденсаторов класса 2 или недостаточную диэлектрическую изоляцию конденсаторов, приводящую к токам утечки.

Все свойства могут быть определены и заданы с помощью последовательной эквивалентной схемы, состоящей из идеализированной емкости и дополнительных электрических компонентов, которые моделируют все потери и индуктивные параметры конденсатора. В этой последовательно-эквивалентной схеме электрические характеристики определяются:

C , емкость конденсатора
R _insul — сопротивление изоляции диэлектрика, не путать с изоляцией корпуса.
R _утечка , сопротивление, представляющее ток утечки конденсатора.
R _ESR , эквивалентное последовательное сопротивление , которое суммирует все омические потери конденсатора, обычно обозначаемое сокращенно «ESR».
L _ESL , эквивалентная последовательная индуктивность , которая представляет собой эффективную самоиндукцию конденсатора, обычно сокращенно «ESL».

Использование последовательной эквивалентной схемы вместо параллельной эквивалентной схемы указано в стандарте IEC /EN 60384-1.

Стандартные значения емкости и допуски

Номинальная емкость C _R или номинальная емкость C _N — это значение, на которое рассчитан конденсатор. Фактическая емкость зависит от измеряемой частоты и температуры окружающей среды. Стандартные условия измерения: метод измерения переменного тока низкого напряжения при температуре 20 °C с частотой

100 кГц, 1 МГц (предпочтительно) или 10 МГц для неэлектролитических конденсаторов с C _R ≤ 1 нФ:
1 кГц или 10 кГц для неэлектролитических конденсаторов с 1 нФ < C _R ≤ 10 мкФ
100/120 Гц для электролитических конденсаторов
50/60 Гц или 100/120 Гц для неэлектролитических конденсаторов с C _R > 10 мкФ

Для суперконденсаторов для измерения значения емкости применяется метод падения напряжения. .

Конденсаторы доступны с геометрически возрастающими предпочтительными номиналами ( стандарты серии E ), указанными в IEC/EN 60063. В зависимости от количества значений в десятилетии они назывались сериями E3, E6, E12, E24 и т. д. Диапазон единиц, используемых для указания номиналов конденсаторов, расширился и теперь включает все: от пико- (пФ), нано- (нФ) и микрофарад (мкФ) до фарадов (Ф). Миллифарад и килофарад встречаются редко.

Процент допустимого отклонения от номинального значения называется допуском . Фактическое значение емкости должно находиться в пределах допуска или выходит за пределы спецификации. IEC/EN 60062 определяет буквенный код для каждого допуска.

Допуски конденсаторов и их буквенные коды
Серия Е	Толерантность
Серия Е	C _R > 10 пФ	Буквенный код	C _R < 10 пФ	Буквенный код
Е 96	1%	Ф	0,1 пФ	Б
Е 48	2%	Г	0,25 пФ	С
Е 24	5%	Дж	0,5 пФ	Д
Е 12	10%	К	1 пФ	Ф
Е 6	20%	М	2 пФ	Г
Е3	−20/+50%	С	-	-
Е3	−20/+80%	С	-	-

Требуемый допуск определяется конкретным применением. Узкие допуски от E24 до E96 используются в высококачественных схемах, таких как прецизионные генераторы и таймеры. В общих приложениях, таких как некритическая фильтрация или схемы связи, используются E12 или E6. Электролитические конденсаторы, которые часто используются для фильтрации и обхода конденсаторов, обычно имеют диапазон допуска ±20% и должны соответствовать значениям серии E6 (или E3).

Температурная зависимость

Емкость обычно меняется в зависимости от температуры. Различные диэлектрики имеют большие различия в температурной чувствительности. Температурный коэффициент выражается в частях на миллион (ppm) на градус Цельсия для керамических конденсаторов класса 1 или в % от общего температурного диапазона для всех остальных.

Температурные коэффициенты некоторых распространенных конденсаторов
Тип конденсатора, диэлектрический материал	Температурный коэффициент К/К ₀	Приложение температурный диапазон
Керамический конденсатор класса 1 параэлектрический НП0	± 30 частей на миллион/К (± 0,5%)	от −55 до +125 °С
Керамический конденсатор класса 2 сегнетоэлектрик X7R	±15%	от −55 до +125 °С
Керамический конденсатор класса 2, сегнетоэлектрик Y5V	+22% / −82 %	от −30 до +85 °С
Пленочный конденсатор Полипропилен (ПП)	±2.5%	от −55 до +85/105 °С
Пленочный конденсатор полиэтилентерефталат, Полиэстер (ПЭТ)	+5%	от −55 до +125/150 °С
Пленочный конденсатор Полифениленсульфид (ППС)	±1.5%	от −55 до +150 °С
Пленочный конденсатор Полиэтиленнафталат (ПЕН)	±5%	от −40 до +125/150 °С
Пленочный конденсатор Политетрафторэтилен (ПТФЭ)	?	от −40 до +130 °С
Конденсатор из металлизированной бумаги (пропитанный)	±10%	от −25 до +85 °С
Алюминиевый электролитический конденсатор AlO_Al2O3	±20%	от −40 до +85/105/125 °С
Танталовый электролитический конденсатор TaO_Та2О5	±20%	от −40 до +125 °С

Частотная зависимость

У большинства типов дискретных конденсаторов емкость меняется в большей или меньшей степени с увеличением частоты. Диэлектрическая прочность керамики и пластиковой пленки класса 2 уменьшается с увеличением частоты. Поэтому значение их емкости уменьшается с увеличением частоты. Это явление для керамических диэлектриков класса 2 и пластиковых пленочных диэлектриков связано с диэлектрической релаксацией , при которой постоянная времени электрических диполей является причиной частотной зависимости диэлектрической проницаемости . На графиках ниже показано типичное частотное поведение емкости керамических и пленочных конденсаторов.

Частотная зависимость емкости керамических и пленочных конденсаторов
Частотная зависимость емкости керамических конденсаторов класса 2 (NP0 класса 1 для сравнения)
Частотная зависимость емкости пленочных конденсаторов с различными материалами пленок

В электролитических конденсаторах с нетвердым электролитом происходит механическое движение ионов . Их подвижность ограничена, так что на более высоких частотах не все участки шероховатой структуры анода покрыты ионами, несущими заряд. Чем выше структура анода становится шероховатой, тем больше значение емкости уменьшается с увеличением частоты. Низковольтные типы с сильно шероховатыми анодами демонстрируют емкость при частоте 100 кГц примерно от 10 до 20% от значения, измеренного при 100 Гц.

Зависимость напряжения

Емкость также может меняться в зависимости от приложенного напряжения. Этот эффект более распространен в керамических конденсаторах класса 2. Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрика класса 2 зависит от приложенного напряжения. Более высокое приложенное напряжение снижает диэлектрическую проницаемость. Изменение емкости может упасть до 80 % от значения, измеренного при стандартном измерительном напряжении 0,5 или 1,0 В. Такое поведение является небольшим источником нелинейности в фильтрах с низкими искажениями и других аналоговых приложениях. В аудиоприложениях это может вызвать искажения (измеряемые с помощью THD ).

Пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы не имеют существенной зависимости от напряжения.

Зависимость емкости от напряжения для некоторых различных керамических конденсаторов класса 2
Упрощенная диаграмма изменения емкости в зависимости от приложенного напряжения для конденсаторов на напряжение 25 В из различных марок керамики
Упрощенная диаграмма изменения емкости в зависимости от приложенного напряжения для керамики X7R с различным номинальным напряжением

Номинальное и категория напряжения

Соотношение между номинальным и категорическим температурным диапазоном и приложенным напряжением

Напряжение, при котором диэлектрик становится проводящим, называется напряжением пробоя и определяется как произведение электрической прочности и расстояния между электродами. Диэлектрическая прочность зависит от температуры, частоты, формы электродов и т. д. Поскольку пробой конденсатора обычно представляет собой короткое замыкание и разрушает компонент, рабочее напряжение ниже напряжения пробоя. Рабочее напряжение определяется таким образом, чтобы оно могло применяться непрерывно в течение всего срока службы конденсатора.

В стандарте IEC/EN 60384-1 допустимое рабочее напряжение называется «номинальным напряжением» или «номинальным напряжением». Номинальное напряжение (UR) — это максимальное напряжение постоянного тока или пиковое импульсное напряжение, которое может применяться непрерывно при любой температуре в пределах номинального температурного диапазона.

Устойчивость к напряжению почти всех конденсаторов снижается с повышением температуры. Некоторые приложения требуют более высокого температурного диапазона. Снижение напряжения, приложенного при более высокой температуре, сохраняет запас безопасности. Поэтому для некоторых типов конденсаторов стандарт IEC определяет второе «напряжение пониженной температуры» для более высокого температурного диапазона, «категорию напряжения». Категория напряжения (UC) — это максимальное напряжение постоянного тока или пиковое импульсное напряжение, которое может непрерывно прикладываться к конденсатору при любой температуре в пределах температурного диапазона категории.

Связь между напряжениями и температурами показана на рисунке справа.

Импеданс

В общем, конденсатор рассматривается как компонент хранения электрической энергии. Но это только одна функция конденсатора. Конденсатор также может действовать как переменного тока резистор . Во многих случаях конденсатор используется в качестве развязывающего конденсатора для фильтрации или обхода нежелательных смещенных частот переменного тока на землю. В других приложениях используются конденсаторы для емкостной связи сигналов переменного тока; диэлектрик используется только для блокировки постоянного тока. Для таких приложений сопротивление переменному току так же важно, как и значение емкости.

Зависимое от частоты сопротивление переменному току называется импедансом. $\scriptstyle Z$ и представляет собой комплексное отношение напряжения к току в цепи переменного тока. Импеданс расширяет концепцию сопротивления цепей переменного тока и имеет как величину, так и фазу на определенной частоте. В отличие от сопротивления, которое имеет только величину.

\ Z=|Z|e^{j\theta }

Величина $\scriptstyle |Z|$ представляет собой отношение амплитуды разности напряжений к амплитуде тока, $\scriptstyle j$ – мнимая единица , а аргумент $\scriptstyle \theta$ дает разность фаз между напряжением и током.

В технических характеристиках конденсаторов указана только величина импеданса |Z| указывается и просто записывается как «Z», так что формулу для импеданса можно записать в декартовой форме.

\ Z=R+jX

где действительная часть импеданса - это сопротивление $\scriptstyle R$ (для конденсаторов $\scriptstyle ESR$ ), а мнимая часть — реактивное сопротивление $\scriptstyle X$ .

Как показано в последовательно-эквивалентной схеме конденсатора, реальный компонент включает в себя идеальный конденсатор. $C$ , индуктивность $L(ESL)$ и резистор $R(ESR)$ . Полное реактивное сопротивление на угловой частоте $\omega$ следовательно, определяется геометрическим (сложным) сложением емкостного реактивного сопротивления ( Емкость ) $X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}$ и индуктивное реактивное сопротивление ( Inductance ): $X_{L}=\omega L_{\mathrm {ESL} }$ .

Чтобы рассчитать импеданс $\scriptstyle Z$ сопротивление нужно добавить геометрически, а затем $Z$ дается

Z={\sqrt {{ESR}^{2}+(X_{\mathrm {C} }+(-X_{\mathrm {L} }))^{2}}}

. Импеданс является мерой способности конденсатора пропускать переменный ток. В этом смысле импеданс можно использовать как закон Ома.

Z={\frac {\hat {u}}{\hat {\imath }}}={\frac {U_{\mathrm {eff} }}{I_{\mathrm {eff} }}}.

для расчета пикового или эффективного значения тока или напряжения.

В частном случае резонанса , когда оба реактивных сопротивления

X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}

и

X_{L}=\omega L_{\mathrm {ESL} }

имеют одинаковое значение ( $X_{C}=X_{L}$ ), то импеданс будет определяться только ${ESR}$ .

Типичные кривые импеданса для различных значений емкости в зависимости от частоты, показывающие типичную форму с уменьшающимися значениями импеданса ниже резонанса и увеличивающимися значениями выше резонанса. Чем выше емкость, тем ниже резонанс.

Импеданс, указанный в таблицах данных, часто представляет собой типичные кривые для различных значений емкости. С увеличением частоты сопротивление также снижается до минимума. Чем ниже сопротивление, тем легче переменный ток может проходить через конденсатор. В вершине , точке резонанса, где XC имеет то же значение, что и XL, конденсатор имеет наименьшее значение импеданса. Здесь только СОЭ определяет импеданс. На частотах выше резонанса импеданс снова увеличивается из-за ESL конденсатора. Конденсатор становится индуктивностью.

Как показано на графике, более высокие значения емкости лучше подходят для более низких частот, а более низкие значения емкости лучше подходят для более высоких частот.

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают относительно хорошими развязывающими свойствами в нижнем диапазоне частот примерно до 1 МГц из-за их больших значений емкости. Это причина использования электролитических конденсаторов в стандартных или импульсных источниках питания после выпрямителя для сглаживания.

Керамические и пленочные конденсаторы уже вышли за рамки своих меньших значений емкости, подходящих для более высоких частот до нескольких 100 МГц. Они также имеют значительно меньшую паразитную индуктивность, что делает их пригодными для более высокочастотных применений благодаря их конструкции с контактированием торцевых поверхностей электродов. Для увеличения диапазона частот часто электролитический конденсатор подключают параллельно керамическому или пленочному конденсатору. ^[47]

Многие новые разработки направлены на снижение паразитной индуктивности (ESL). Это увеличивает резонансную частоту конденсатора и, например, может следовать за постоянно увеличивающейся скоростью переключения цифровых схем. Миниатюризация, особенно в многослойных керамических конденсаторах SMD ( MLCC ), увеличивает резонансную частоту. Паразитная индуктивность дополнительно снижается за счет размещения электродов на продольной стороне чипа, а не на боковой стороне. Конструкция «лицевой стороной вниз», связанная с многоанодной технологией в танталовых электролитических конденсаторах, еще больше снижает ESL. Семейства конденсаторов, такие как так называемые МОП-конденсаторы или кремниевые конденсаторы, предлагают решения, когда необходимы конденсаторы на частотах до диапазона ГГц.

Индуктивность (ESL) и собственная резонансная частота

ESL в промышленных конденсаторах в основном вызван выводами и внутренними соединениями, используемыми для соединения пластин конденсатора с внешним миром. У больших конденсаторов ESL, как правило, выше, чем у маленьких, потому что расстояния до пластины больше, и каждый миллиметр считается индуктивностью.

Для любого дискретного конденсатора существует частота выше постоянного тока, при которой он перестает вести себя как чистый конденсатор. Эта частота, где $X_{C}$ такой же высокий, как $X_{L}$ , называется собственной резонансной частотой. Собственная резонансная частота — это самая низкая частота, на которой импеданс проходит через минимум. Для любого приложения переменного тока собственная резонансная частота — это самая высокая частота, при которой конденсаторы могут использоваться в качестве емкостного компонента.

Это критически важно для развязки быстродействующих логических схем от источника питания. Развязывающий конденсатор подает переходный на микросхему ток. Без развязывающих устройств микросхема потребляет ток быстрее, чем может обеспечить его подключение к источнику питания, поскольку части схемы быстро включаются и выключаются. Чтобы противостоять этой потенциальной проблеме, в схемах часто используются несколько развязывающих конденсаторов — небольшие (100 нФ или менее) конденсаторы, рассчитанные на высокие частоты, большой электролитический конденсатор, рассчитанный на более низкие частоты, а иногда и конденсатор промежуточного значения.

Омические потери, ESR, коэффициент рассеяния и добротность

Суммарные потери в дискретных конденсаторах представляют собой омические потери переменного тока . Потери постоянного тока определяются как « ток утечки » или «сопротивление изоляции» и пренебрежимо малы для спецификации переменного тока. Потери переменного тока нелинейны и могут зависеть от частоты, температуры, возраста или влажности. Потери возникают из-за двух физических условий:

линейные потери, включающие внутренние сопротивления линий питания, контактное сопротивление контакта электродов, линейное сопротивление электродов, а в «мокрых» алюминиевых электролитических конденсаторах и особенно суперконденсаторах — ограниченную проводимость жидких электролитов и
диэлектрические потери из-за поляризации диэлектрика .

Наибольшую долю этих потерь в конденсаторах большей емкости обычно составляют частотно-зависимые омические диэлектрические потери. Для компонентов меньшего размера, особенно для мокрых электролитических конденсаторов, проводимость жидких электролитов может превышать диэлектрические потери. Для измерения этих потерь необходимо установить частоту измерения. Поскольку коммерчески доступные компоненты предлагают значения емкости на 15 порядков, начиная от пФ (10 ⁻¹² F) до примерно 1000 Ф в суперконденсаторах невозможно охватить весь диапазон только одной частотой. В стандарте IEC 60384-1 указано, что омические потери следует измерять на той же частоте, которая используется для измерения емкости. Это:

100 кГц, 1 МГц (предпочтительно) или 10 МГц для неэлектролитических конденсаторов с C _R ≤ 1 нФ:
1 кГц или 10 кГц для неэлектролитических конденсаторов с 1 нФ < C _R ≤ 10 мкФ
100/120 Гц для электролитических конденсаторов
50/60 Гц или 100/120 Гц для неэлектролитических конденсаторов с C _R > 10 мкФ

Суммарные резистивные потери конденсатора могут быть указаны либо как ESR, либо как коэффициент рассеяния (DF, tan δ), либо как добротность (Q), в зависимости от требований применения.

Конденсаторы с более высоким пульсирующим током $I_{R}$ нагрузки, такие как электролитические конденсаторы, указаны с эквивалентным последовательным сопротивлением ESR. ESR можно отобразить как омическую часть на приведенной выше векторной диаграмме. Значения ESR указаны в таблицах данных для каждого отдельного типа.

Потери пленочных конденсаторов и некоторых керамических конденсаторов класса 2 в основном определяются коэффициентом потерь tan δ. Эти конденсаторы имеют меньшие потери, чем электролитические конденсаторы, и в основном используются на более высоких частотах до нескольких сотен МГц. Однако числовое значение коэффициента потерь, измеренное на той же частоте, не зависит от значения емкости и может быть указано для серии конденсаторов с диапазоном емкости. Коэффициент потерь определяется как тангенс реактивного сопротивления ( $X_{C}-X_{L}$ ) и ESR и может быть представлен как угол δ между мнимой осью и осью импеданса.

Если индуктивность $ESL$ мал, коэффициент рассеяния можно аппроксимировать как:

\tan \delta =ESR\cdot \omega C

Конденсаторы с очень низкими потерями, такие как керамические конденсаторы класса 1 и класса 2, характеризуются резистивными потерями с добротностью (Q). Керамические конденсаторы класса 1 особенно подходят для LC-резонансных цепей с частотами до диапазона ГГц и прецизионных фильтров верхних и нижних частот. Для электрически резонансной системы Q представляет собой влияние электрического сопротивления резонатора. и характеризует полосу пропускания $B$ относительно его центра или резонансной частоты $f_{0}$ . Q определяется как обратное значение коэффициента рассеяния.

Q={\frac {1}{\tan \delta }}={\frac {f_{0}}{B}}\

Высокое значение добротности является для резонансных контуров показателем качества резонанса.

Сравнение омических потерь для разных типов конденсаторов
для резонансных контуров (Опорная частота 1 МГц)
Тип конденсатора	Емкость (пф)	СОЭ при 100 кГц (мОм)	СОЭ на частоте 1 МГц (мОм)	загар δ на частоте 1 МГц (10 ⁻⁴)	Качество фактор
Кремниевый конденсатор ^[48]	560	400	—	2,5	4000
Слюдяный конденсатор ^[49]	1000	650	65	4	2500
Класс 1 керамический конденсатор (NP0) ^[50]	1000	1600	160	10	1000

Ограничение токовых нагрузок

Конденсатор может действовать как резистор переменного тока, связывая переменное напряжение и переменный ток между двумя точками. Каждый переменный ток, протекающий через конденсатор, генерирует тепло внутри корпуса конденсатора. Эти потери мощности рассеивания $P$ вызвано $ESR$ и представляет собой квадрат эффективного (RMS) тока. $I$

P=I^{2}\cdot ESR

Те же потери мощности можно записать с помощью коэффициента рассеяния $\tan \delta$ как

P={\frac {U^{2}\cdot \tan \delta }{2\pi f\cdot C}}

Внутреннее генерируемое тепло должно распределяться в окружающую среду. Температура конденсатора, устанавливаемая по балансу между выделяемым и распределяемым теплом, не должна превышать максимально допустимую температуру конденсатора. Следовательно, ESR или коэффициент рассеяния является показателем максимальной мощности (нагрузка переменного тока, пульсирующий ток, импульсная нагрузка и т. д.), на которую рассчитан конденсатор.

Переменный ток может быть:

Пульсирующий ток — эффективный (RMS) переменный ток, исходящий из переменного напряжения, наложенного на постоянное смещение,
импульсный ток — пиковый ток переменного тока, исходящий из пика напряжения или
Переменный ток — эффективный (RMS) синусоидальный ток.

Пульсации и переменный ток в основном нагревают корпус конденсатора. Благодаря этим токам внутренняя генерируемая температура влияет на напряжение пробоя диэлектрика. Более высокая температура снижает устойчивость всех конденсаторов к напряжению. В мокрых электролитических конденсаторах более высокие температуры вызывают испарение электролитов, сокращая срок службы конденсаторов. В пленочных конденсаторах более высокие температуры могут привести к сжатию пластиковой пленки, что приведет к изменению свойств конденсатора.

Импульсные токи, особенно в металлизированных пленочных конденсаторах, нагревают области контакта между торцевым распылителем (скопажем) и металлизированными электродами. Это может уменьшить контакт с электродами, увеличивая коэффициент рассеяния.

Для безопасной работы максимальная температура, создаваемая любым переменным током, протекающим через конденсатор, является ограничивающим фактором, который, в свою очередь, ограничивает нагрузку переменного тока, пульсации тока, импульсную нагрузку и т. д.

Пульсации тока

«Пульсирующий ток» — это среднеквадратичное значение наложенного переменного тока любой частоты и любой формы кривой тока для непрерывной работы при заданной температуре. Он возникает преимущественно в источниках питания (в том числе импульсных ) после выпрямления переменного напряжения и протекает в виде тока заряда и разряда через развязывающий или сглаживающий конденсатор. «Номинальный пульсирующий ток» не должен превышать повышение температуры на 3, 5 или 10 °C, в зависимости от типа конденсатора, при указанной максимальной температуре окружающей среды.

Пульсации тока выделяют тепло внутри корпуса конденсатора из-за ESR конденсатора. Составляющими ЭПР конденсатора являются: диэлектрические потери, вызванные изменением напряженности поля в диэлектрике, сопротивление питающего проводника и сопротивление электролита. Для конденсатора с двойным электрическим слоем (ELDC) эти значения сопротивления можно получить из графика Найквиста комплексного импеданса конденсатора. ^[51]

СОЭ зависит от частоты и температуры. Для керамических и пленочных конденсаторов ESR обычно снижается с увеличением температуры, но увеличивается с увеличением частоты из-за увеличения диэлектрических потерь. Для электролитических конденсаторов ESR примерно до 1 МГц уменьшается с увеличением частоты и температуры.

Типы конденсаторов, используемых в силовых приложениях, имеют определенное номинальное значение максимального пульсирующего тока. В основном это алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые, а также некоторые пленочные конденсаторы и керамические конденсаторы класса 2.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, наиболее распространенный тип источников питания, имеют более короткий срок службы при более высоких пульсациях тока. Превышение предела может привести к взрывному отказу.

Танталовые электролитические конденсаторы с твердым электролитом из диоксида марганца также ограничены пульсациями тока. Превышение пределов пульсаций приводит к замыканиям и перегоранию компонентов.

Для пленочных и керамических конденсаторов, обычно имеющих коэффициент потерь tan δ, предел пульсаций тока определяется повышением температуры корпуса примерно на 10 °C. Превышение этого предела может разрушить внутреннюю структуру и вызвать короткое замыкание.

Импульсный ток

Номинальная импульсная нагрузка для определенного конденсатора ограничивается номинальным напряжением, частотой повторения импульсов, температурным диапазоном и временем нарастания импульса. «Время нарастания импульса» $dv/dt$ , представляет собой самый крутой градиент напряжения импульса (время нарастания или спада) и выражается в вольтах на мкс (В/мкс).

Номинальное время нарастания импульса также косвенно является максимальной мощностью применимого пикового тока. $I_{p}$ . Пиковый ток определяется как:

I_{p}=C\cdot dv/dt

где: $I_{p}$ находится в А; $C$ в мкФ; $dv/dt$ в В/мкс

Допустимая импульсная токовая нагрузка металлизированного пленочного конденсатора обычно допускает повышение внутренней температуры от 8 до 10 К.

В случае металлизированных пленочных конденсаторов импульсная нагрузка зависит от свойств диэлектрического материала, толщины металлизации и конструкции конденсатора, особенно конструкции площадей контакта между торцевым напылением и металлизированными электродами. Высокие пиковые токи могут привести к избирательному перегреву локальных контактов между концевым распылителем и металлизированными электродами, что может привести к разрушению некоторых контактов и увеличению СОЭ.

Для металлизированных пленочных конденсаторов так называемые импульсные испытания имитируют импульсную нагрузку, которая может возникнуть во время применения, в соответствии со стандартной спецификацией. В стандарте IEC 60384, часть 1, указано, что испытательная схема заряжается и разряжается периодически. Испытательное напряжение соответствует номинальному постоянному напряжению, испытание состоит из 10 000 импульсов с частотой повторения 1 Гц. Импульсная стрессоустойчивость – это время нарастания импульса. Номинальное время нарастания импульса указывается как 1/10 времени нарастания испытательного импульса.

Импульсную нагрузку необходимо рассчитывать для каждого применения. Общее правило расчета мощности пленочных конденсаторов недоступно из-за особенностей внутренней конструкции, связанных с поставщиком. Чтобы предотвратить перегрев конденсатора, необходимо учитывать следующие рабочие параметры:

пиковый ток на мкФ
Время нарастания или спада импульса dv/dt в В/мкс
относительная длительность периодов заряда и разряда (форма импульса)
максимальное импульсное напряжение (пиковое напряжение)
пиковое обратное напряжение;
Частота повторения импульса
Температура окружающей среды
Отвод тепла (охлаждение)

Более длительное время нарастания импульса допускается при импульсном напряжении ниже номинального.

Примеры расчета отдельных импульсных нагрузок приведены многими производителями, например WIMA. ^[52] и Кемет. ^[53]

переменный ток

Нагрузка переменного тока может быть приложена только к неполяризованному конденсатору. Конденсаторы для приложений переменного тока представляют собой в основном пленочные конденсаторы, металлизированные бумажные конденсаторы, керамические конденсаторы и биполярные электролитические конденсаторы.

Номинальная нагрузка переменного тока для конденсатора переменного тока — это максимальный синусоидальный эффективный переменный ток (среднеквадратичное значение), который может непрерывно прикладываться к конденсатору в указанном температурном диапазоне. В таблицах данных нагрузка переменного тока может быть выражена как

номинальное переменное напряжение на низких частотах,
номинальная реактивная мощность на промежуточных частотах,
пониженное переменное напряжение или номинальный переменный ток на высоких частотах.

Типичные кривые среднеквадратичного значения переменного напряжения в зависимости от частоты для 4 различных значений емкости серии пленочных конденсаторов постоянного тока на 63 В.

Номинальное переменное напряжение пленочных конденсаторов обычно рассчитывается таким образом, чтобы допустимым пределом безопасной эксплуатации было повышение внутренней температуры от 8 до 10 К. Поскольку диэлектрические потери увеличиваются с увеличением частоты, указанное переменное напряжение необходимо снижать на более высоких частотах. В технических характеристиках пленочных конденсаторов указаны специальные кривые для снижения номинального напряжения переменного тока на более высоких частотах.

Если пленочные или керамические конденсаторы рассчитаны только на постоянный ток, пиковое значение приложенного переменного напряжения должно быть ниже указанного напряжения постоянного тока.

Нагрузки переменного тока могут возникать в конденсаторах двигателя переменного тока, для удвоения напряжения, в демпфирующих устройствах , балластах освещения и в PFC для сдвига фазы для улучшения стабильности и эффективности сети передачи, что является одним из наиболее важных применений конденсаторов большой мощности. Эти, в основном, большие конденсаторы из полипропиленовой пленки или металлизированной бумаги имеют ограничение по номинальной реактивной мощности ВАр.

Биполярные электролитические конденсаторы, к которым может применяться переменное напряжение, имеют номинальный пульсирующий ток.

Сопротивление изоляции и постоянная саморазряда

Сопротивление диэлектрика конечно, что приводит к некоторому уровню постоянного «тока утечки» , который приводит к тому, что заряженный конденсатор со временем теряет заряд. У керамических и пленочных конденсаторов это сопротивление называется «сопротивление изоляции R _вх ». Это сопротивление представлено резистором R _ins, включенным параллельно конденсатору в последовательной схеме замещения конденсаторов. Сопротивление изоляции не следует путать с внешней изоляцией компонента по отношению к окружающей среде.

Временная кривая саморазряда через сопротивление изоляции при уменьшении напряжения конденсатора подчиняется формуле

u(t)=U_{0}\cdot \mathrm {e} ^{-t/\tau _{\mathrm {s} }},

С сохраненным напряжением постоянного тока $U_{0}$ и постоянная саморазряда

\tau _{\mathrm {s} }=R_{\mathrm {ins} }\cdot C

Таким образом, после $\tau _{\mathrm {s} }\,$ Напряжение $U_{0}$ снижается до 37% от первоначального значения.

Константа саморазряда является важным параметром для изоляции диэлектрика между электродами керамических и пленочных конденсаторов. Например, конденсатор можно использовать в качестве компонента времени для реле времени или для хранения значения напряжения, как в схемах выборки и хранения или операционных усилителях .

Керамические конденсаторы 1-го класса имеют сопротивление изоляции не менее 10 ГОм, а конденсаторы 2-го класса — не менее 4 ГОм или постоянную саморазряда не менее 100 с. Пластиковые пленочные конденсаторы обычно имеют сопротивление изоляции от 6 до 12 ГОм. Это соответствует конденсаторам мкФ-диапазона с константой саморазряда около 2000–4000 с. ^[54]

Сопротивление изоляции и, соответственно, константа саморазряда могут быть уменьшены, если в обмотку проникает влага. Оно частично сильно зависит от температуры и уменьшается с повышением температуры. Оба уменьшаются с повышением температуры.

В электролитических конденсаторах сопротивление изоляции определяется как ток утечки.

Ток утечки

Для электролитических конденсаторов сопротивление изоляции диэлектрика называется «током утечки». Этот постоянный ток представлен _{утечкой} резистора R параллельно конденсатору в последовательной схеме замещения электролитических конденсаторов. Это сопротивление между выводами конденсатора также конечно. R _Утечка ниже для электролитических конденсаторов, чем для керамических или пленочных конденсаторов.

К току утечки относятся все слабые несовершенства диэлектрика, вызванные нежелательными химическими процессами и механическими повреждениями. Это также постоянный ток, который может проходить через диэлектрик после приложения напряжения. Это зависит от интервала без подачи напряжения (времени хранения), термической нагрузки от пайки, приложенного напряжения, температуры конденсатора и времени измерения.

Ток утечки падает в первые минуты после подачи постоянного напряжения. В этот период слой диэлектрического оксида может самостоятельно устранять недостатки путем создания новых слоев. Требуемое время обычно зависит от электролита. Твердые электролиты падают быстрее, чем нетвердые электролиты, но остаются на несколько более высоком уровне.

Ток утечки в нетвердоэлектролитических конденсаторах, а также в твердотельных танталовых конденсаторах на основе оксида марганца уменьшается с увеличением времени включения напряжения из-за эффектов самовосстановления. Хотя ток утечки электролита превышает ток, протекающий через сопротивление изоляции в керамических или пленочных конденсаторах, саморазряд современных нетвердоэлектролитических конденсаторов занимает несколько недель.

Особой проблемой электролитических конденсаторов является время хранения. Более высокий ток утечки может быть результатом более длительного времени хранения. Такое поведение ограничено электролитами с высоким процентом воды. Органические растворители, такие как ГБЛ, не имеют высокой утечки и имеют более длительный срок хранения.

Ток утечки обычно измеряется через 2 или 5 минут после подачи номинального напряжения.

Микрофоника

Все сегнетоэлектрики обладают пьезоэлектрическим эффектом . Поскольку в керамических конденсаторах класса 2 используется сегнетоэлектрический керамический диэлектрик, эти типы конденсаторов могут иметь электрические эффекты, называемые микрофонными . Микрофоника (микрофония) описывает, как электронные компоненты преобразуют механические вибрации в нежелательный электрический сигнал ( шум ). ^[55] Диэлектрик может поглощать механические силы от ударов или вибрации, изменяя толщину и изменяя расстояние между электродами, влияя на емкость, которая, в свою очередь, индуцирует переменный ток. Возникающие в результате помехи особенно проблематичны в аудиоприложениях, потенциально вызывая обратную связь или непреднамеренную запись.

При обратном микрофонном эффекте изменение электрического поля между пластинами конденсатора оказывает физическую силу, превращая их в звуковой динамик. Сильноточные импульсные нагрузки или высокие пульсации тока могут генерировать звуковой звук от самого конденсатора, истощая энергию и создавая нагрузку на диэлектрик. ^[56]

Диэлектрическая абсорбция (пропитка)

Диэлектрическая абсорбция возникает, когда конденсатор, который оставался заряженным в течение длительного времени, разряжается лишь частично при кратковременном разряде. Хотя в идеальном конденсаторе после разряда напряжение достигает нуля вольт, реальные конденсаторы развивают небольшое напряжение в результате дипольной разрядки с задержкой по времени, явления, которое также называется диэлектрической релаксацией , «пропитыванием» или «действием батареи».

Значения диэлектрической абсорбции некоторых часто используемых конденсаторов
Тип конденсатора	Диэлектрическое поглощение
Воздушные и вакуумные конденсаторы	Не измеримо
Керамические конденсаторы класса 1, NP0	0.6%
Керамические конденсаторы класса 2, X7R	2.5%
Конденсаторы полипропиленовые пленочные (ПП)	от 0,05 до 0,1%
Конденсаторы полиэфирные пленочные (ПЭТ)	от 0,2 до 0,5%
Конденсаторы полифениленсульфидные пленочные (ППС)	от 0,05 до 0,1%
Конденсаторы полиэтиленнафталатные пленочные (ПЭН)	от 1,0 до 1,2%
Танталовые электролитические конденсаторы с твердым электролитом	от 2 до 3%, ^[57] 10% ^[58]
Алюминиевый электролитический конденсатор с нетвердым электролитом	от 10 до 15%
Двухслойный конденсатор или суперконденсаторы.	данные недоступны

Во многих приложениях конденсаторов диэлектрическая абсорбция не является проблемой, но в некоторых приложениях, таких как с большой постоянной времени интеграторы , схемы выборки и хранения переключаемыми конденсаторами , аналого-цифровые преобразователи с и фильтры с очень низкими искажениями , Конденсатор не должен восстанавливать остаточный заряд после полной разрядки, поэтому рекомендуются конденсаторы с низким поглощением. ^[59] Напряжение на клеммах, создаваемое диэлектрической абсорбцией, в некоторых случаях может вызвать проблемы в работе электронной схемы или представлять угрозу безопасности для персонала. Чтобы предотвратить удары током, большинство очень больших конденсаторов поставляются с закорачивающими проводами, которые необходимо удалить перед использованием. ^[60]

Плотность энергии

Величина емкости зависит от материала диэлектрика (ε), поверхности электродов (А) и расстояния (d), разделяющего электроды, и определяется формулой пластинчатого конденсатора:

C\approx {\frac {\varepsilon A}{d}}

Разделение электродов и устойчивость диэлектрического материала к напряжению определяют напряжение пробоя конденсатора. Напряжение пробоя пропорционально толщине диэлектрика.

Теоретически даны два конденсатора с одинаковыми механическими размерами и диэлектриком, но один из них имеет половину толщины диэлектрика. При тех же размерах внутри можно разместить вдвое большую площадь параллельных пластин. Этот конденсатор теоретически имеет в 4 раза большую емкость, чем первый конденсатор, но вдвое менее устойчив к напряжению.

Поскольку плотность энергии, запасенной в конденсаторе, определяется выражением:

E_{\mathrm {stored} }={\frac {1}{2}}CV^{2},

таким образом, конденсатор, диэлектрик которого вдвое толще другого, имеет емкость в 4 раза большую, но Устойчивость к напряжению 1 ⁄ 2 , обеспечивающая одинаковую максимальную плотность энергии.

Следовательно, толщина диэлектрика не влияет на плотность энергии внутри конденсатора фиксированных габаритов. Использование нескольких толстых слоев диэлектрика может поддерживать высокое напряжение, но низкую емкость, в то время как тонкие слои диэлектрика обеспечивают низкое напряжение пробоя, но более высокую емкость.

Это предполагает, что ни поверхности электродов, ни диэлектрическая проницаемость диэлектрика не изменяются при воздействии напряжения. Простое сравнение с двумя существующими сериями конденсаторов может показать, соответствует ли реальность теории. Сравнивать легко, поскольку производители используют стандартизированные размеры корпусов или коробок для разных значений емкости/напряжения внутри серии.

Сравнение энергии, запасенной в конденсаторах одинаковых размеров, но с разными номинальными напряжениями и значениями емкости.
Электролитические конденсаторы НКЦ, серия КМЕ ƾ Г × В = 16,5 мм × 25 мм ^[61]		Металлизированные пленочные конденсаторы из полипропилена КЕМЕТ; Серия ПТО 450 Ш × В × Д = 10,5 мм × 20,5 мм × 31,5 мм ^[62]
Емкость/напряжение	Сохраненная энергия	Емкость/напряжение	Сохраненная энергия
4700 мкФ/10 В	235 мВт·с	1,2 мкФ/250 В	37,5 мВт·с
2200 мкФ/25 В	688 мВт·с	0,68 мкФ/400 В	54,4 мВт·с
220 мкФ/100 В	1100 мВт·с	0,39 мкФ/630 В	77,4 мВт·с
22 мкФ/400 В	1760 МВт·ч	0,27 мкФ/1000 В	135 мВт·с

На самом деле современные серии конденсаторов не соответствуют этой теории. В электролитических конденсаторах губчатая шероховатая поверхность анодной фольги становится более гладкой при более высоких напряжениях, уменьшая площадь поверхности анода. Но поскольку энергия увеличивается в квадрате с напряжением, а поверхность анода уменьшается меньше, чем выдерживает напряжение, плотность энергии явно возрастает. Для пленочных конденсаторов диэлектрическая проницаемость изменяется в зависимости от толщины диэлектрика и других механических параметров, так что отклонение от теории имеет другие причины. ^[63]

Сравнивая конденсаторы из таблицы с суперконденсаторами, семейством конденсаторов с наибольшей плотностью энергии. Для этого был использован конденсатор 25 Ф/2,3 В размерами D×H=16 мм×26 мм серии Maxwell HC, по сравнению с электролитическим конденсатором примерно равного размера в таблице. Этот суперконденсатор имеет примерно в 5000 раз большую емкость, чем электролитический конденсатор 4700/10, но 1 ⁄ 4 напряжения и имеет запасенную электрическую энергию около 66 000 мВт (0,018 Втч), ^[64] Плотность энергии примерно в 100 раз выше (от 40 до 280 раз), чем у электролитического конденсатора.

Длительное поведение, старение

Электрические параметры конденсаторов могут меняться со временем в процессе хранения и применения. Причины изменения параметров различны, это могут быть свойства диэлектрика, воздействие окружающей среды, химические процессы или эффекты высыхания нетвердых материалов.

Старение

В сегнетоэлектрических керамических конденсаторах класса 2 емкость со временем уменьшается. Такое поведение называется «старением». Это старение происходит в сегнетоэлектрических диэлектриках, где домены поляризации в диэлектрике вносят вклад в общую поляризацию. Деградация поляризованных доменов в диэлектрике со временем уменьшает диэлектрическую проницаемость и, следовательно, емкость. ^[65]^[66] Старение подчиняется логарифмическому закону. Это определяет уменьшение емкости как постоянный процент в течение десятилетия после времени восстановления пайки при определенной температуре, например, в период от 1 до 10 часов при 20 °С. Поскольку закон является логарифмическим, процентная потеря емкости будет дважды между 1 ч и 100 ч и 3 раза между 1 ч и 1000 ч и так далее. Старение происходит быстрее всего в начале, а абсолютное значение емкости со временем стабилизируется.

Скорость старения керамических конденсаторов класса 2 зависит главным образом от материалов, из которых они изготовлены. Как правило, чем выше температурная зависимость керамики, тем выше процент старения. Типичное старение керамических конденсаторов X7R составляет около 2,5% за десятилетие. ^[67] Скорость старения керамических конденсаторов Z5U значительно выше и может достигать 7% за десятилетие.

Процесс старения керамических конденсаторов класса 2 можно обратить вспять, нагрев компонент выше точки Кюри .

Керамические конденсаторы класса 1 и пленочные конденсаторы не подвержены старению, связанному с сегнетоэлектриками. Влияние окружающей среды, такое как более высокая температура, высокая влажность и механическое напряжение, может в течение длительного периода времени привести к небольшому необратимому изменению значения емкости, которое также иногда называют старением.

Изменение емкости керамических конденсаторов П 100 и Н 470 класса 1 составляет менее 1 %, для конденсаторов с керамикой от Н 750 до Н 1500 — ≤ 2 %. Пленочные конденсаторы могут терять емкость из-за процессов самовосстановления или приобретать ее из-за воздействия влажности. Типичные изменения в течение 2 лет при 40 °C составляют, например, ±3% для пленочных конденсаторов из полиэтилена и ±1% для пленочных конденсаторов из полипропилена.

Продолжительность жизни

Электрические характеристики электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом изменяются со временем из-за испарения электролита. При достижении заданных пределов параметров конденсаторы будут засчитываться как «износ».

Электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом стареют по мере испарения электролита. Это испарение зависит от температуры и токовой нагрузки, которую испытывают конденсаторы. Утечка электролита влияет на емкость и ESR. Емкость уменьшается, а ESR увеличивается с течением времени. В отличие от керамических, пленочных и электролитических конденсаторов с твердыми электролитами, «мокрые» электролитические конденсаторы достигают определенного «конца срока службы», достигая заданного максимального изменения емкости или ESR. Окончание срока службы, «срок службы» или «срок службы» можно оценить по формуле или диаграммам. ^[68] или, грубо говоря, по так называемому «закону 10 градусов». Типичная спецификация электролитического конденсатора указывает срок службы 2000 часов при температуре 85 °C, удваиваясь на каждые 10 градусов ниже температуры, обеспечивая срок службы примерно 15 лет при комнатной температуре.

В суперконденсаторах со временем также происходит испарение электролита. Оценка аналогична мокрым электролитическим конденсаторам. Помимо температуры, на срок службы влияют напряжение и токовая нагрузка. Напряжение ниже номинального и меньшие токовые нагрузки, а также более низкая температура продлевают срок службы.

Частота отказов

Срок службы (срок службы под нагрузкой) конденсаторов соответствует времени постоянной случайной интенсивности отказов, показанному на кривой ванны . Для электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом и суперконденсаторов это время заканчивается с началом поломок из-за испарения электролита.

Конденсаторы — это надежные компоненты с низкой интенсивностью отказов , срок службы которых при нормальных условиях составляет десятилетия. Большинство конденсаторов проходят испытание в конце производства, аналогичное « обжигу », поэтому ранние отказы выявляются во время производства, что снижает количество отказов после отгрузки.

Надежность конденсаторов обычно определяется количеством отказов во времени (FIT) в период постоянных случайных отказов. FIT – это количество отказов, которое можно ожидать в одном миллиарде (10 ⁹) количество часов работы компонентов при фиксированных условиях работы (например, 1000 устройств на 1 миллион часов или 1 миллион устройств на 1000 часов каждое, при 40 °С и 0,5 U _R ). При других условиях приложенного напряжения, токовой нагрузки, температуры, механических воздействий и влажности FIT может быть пересчитан на условия, стандартизированные для промышленных предприятий. ^[69] или военный ^[70] контексты.

Дополнительная информация

Пайка

Электрические параметры конденсаторов могут изменяться из-за воздействия окружающей среды, например пайки, механических напряжений (вибрация, удары) и влажности. Самый большой стрессовый фактор – пайка. Тепло паяльной ванны, особенно для конденсаторов SMD, может привести к изменению контактного сопротивления керамических конденсаторов между клеммами и электродами; в пленочных конденсаторах пленка может сжиматься, а в мокрых электролитических конденсаторах электролит может закипать. Период восстановления позволяет стабилизировать характеристики после пайки; для некоторых типов может потребоваться до 24 часов. Некоторые свойства могут необратимо измениться на несколько процентов в результате пайки.

Электролитическое поведение при хранении или неиспользовании

Электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом «стареют» во время производства путем подачи номинального напряжения при высокой температуре в течение достаточного времени для устранения всех трещин и дефектов, которые могли возникнуть в процессе производства. Некоторые электролиты с высоким содержанием воды весьма агрессивно или даже бурно реагируют с незащищенным алюминием. Это приводит к проблеме «хранения» или «неиспользования» электролитических конденсаторов, изготовленных до 1980-х годов. Химические процессы ослабляют оксидный слой, когда эти конденсаторы не используются слишком долго, что приводит к выходу из строя или снижению производительности, например, к чрезмерной утечке. Новые электролиты с «ингибиторами» или «пассиваторами» были разработаны в 1980-х годах, чтобы уменьшить эту проблему. ^[71]^[72]

«Предварительная подготовка» может быть рекомендована для электролитических конденсаторов с нетвердым электролитом, даже недавно изготовленных, которые не использовались в течение длительного периода. При предварительном формировании на конденсатор подается напряжение, и через него пропускают намеренно ограниченный ток. Подача ограниченного тока через конденсатор восстанавливает оксидные слои, поврежденные в период неиспользования. Приложенное напряжение ниже или равно номинальному напряжению конденсатора. Ток можно ограничить, например, с помощью последовательного резистора. Предварительное кондиционирование прекращается, как только ток утечки становится ниже некоторого приемлемого уровня при желаемом напряжении. По состоянию на 2015 год один производитель указывает, что предварительную подготовку можно целесообразно проводить для конденсаторов с нетвердыми электролитами, которые хранились более 1–10 лет, причем максимальное время хранения зависит от типа конденсатора. ^[73]

Стандарт МЭК/EN

Испытания и требования, которым должны соответствовать конденсаторы, используемые в электронном оборудовании для утверждения в качестве стандартизированных типов, изложены в общей спецификации IEC / EN 60384-1 в следующих разделах. ^[74]

Общая спецификация

IEC/EN 60384-1 – Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании.

Керамические конденсаторы

IEC/EN 60384-8 — Конденсаторы постоянной емкости с керамическим диэлектриком, класс 1.
IEC/EN 60384-9 — Конденсаторы постоянной емкости с керамическим диэлектриком, класс 2.
IEC/EN 60384-21 — Многослойные конденсаторы фиксированного поверхностного монтажа с керамическим диэлектриком, класс 1.
IEC/EN 60384-22 — Многослойные конденсаторы фиксированного поверхностного монтажа с керамическим диэлектриком, класс 2.

Пленочные конденсаторы

IEC/EN 60384-2 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным металлизированным полиэтилентерефталатным пленочным диэлектриком.
IEC/EN 60384-11 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным полиэтилентерефталатным пленочным диэлектриком и металлической фольгой.
IEC/EN 60384-13 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным полипропиленовым пленочным диэлектриком и металлической фольгой.
IEC/EN 60384-16 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным металлизированным полипропиленовым пленочным диэлектриком.
IEC/EN 60384-17 — Фиксированный диэлектрик из металлизированной полипропиленовой пленки переменного и импульсного тока.
IEC/EN 60384-19 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным металлизированным полиэтилентерефталатным пленочным диэлектриком для поверхностного монтажа.
IEC/EN 60384-20 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированным металлизированным полифениленсульфидным пленочным диэлектриком для поверхностного монтажа.
IEC/EN 60384-23 — Конденсаторы постоянного тока с фиксированными металлизированными полиэтилен-нафталатными пленками и диэлектрическими чипами.

Электролитические конденсаторы

IEC/EN 60384-3 — из диоксида марганца. Танталовые электролитические конденсаторы фиксированной конструкции для поверхностного монтажа с твердым электролитом
IEC/EN 60384-4 — Конденсаторы алюминиевые электролитические с твердым (MnO2) и нетвердым электролитом.
IEC/EN 60384-15 — танталовые конденсаторы фиксированной конструкции с нетвердым и твердым электролитом.
IEC/EN 60384-18 — Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа с твердым (MnO ₂ ) и нетвердым электролитом.
IEC/EN 60384-24 — Танталовые электролитические конденсаторы фиксированной конструкции для поверхностного монтажа с проводящим полимерным твердым электролитом.
IEC/EN 60384-25 — Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа с проводящим полимерным твердым электролитом.
IEC/EN 60384-26- Фиксированные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимерным твердым электролитом.

Суперконденсаторы

IEC/EN 62391-1 — Фиксированные электрические двухслойные конденсаторы для использования в электрическом и электронном оборудовании. Часть 1. Общие спецификации.
МЭК/EN 62391-2 — Фиксированные электрические двухслойные конденсаторы для использования в электронном оборудовании. Часть 2. Секционные спецификации. Электрические двухслойные конденсаторы для силовых приложений.

Символы конденсаторов





Конденсатор	поляризованный конденсатор электролитический конденсатор	Биполярный электролитический конденсатор	Кормить через конденсатор	Триммер конденсатор	Переменная конденсатор

Символы конденсаторов

Маркировка

Отпечатано

На конденсаторах, как и на большинстве других электронных компонентов, при наличии достаточного места наносится маркировка с указанием производителя, типа, электрических и тепловых характеристик, а также даты изготовления. Если они достаточно большие, конденсатор маркируется:

название или торговая марка производителя;
обозначение типа производителя;
полярность выводов (для поляризованных конденсаторов)
номинальная емкость;
допуск на номинальную емкость
номинальное напряжение и тип питания (переменный или постоянный ток)
климатическая категория или номинальная температура;
год и месяц (или неделя) изготовления;
сертификационные знаки стандартов безопасности (для конденсаторов подавления электромагнитных и радиочастотных помех)

Поляризованные конденсаторы имеют маркировку полярности, обычно знак «-» (минус) на стороне отрицательного электрода для электролитических конденсаторов или полосу или знак «+» (плюс), см. #Маркировка полярности . Кроме того, отрицательный провод для «мокрых» электронных крышек со свинцом обычно короче.

Конденсаторы меньшего размера используют сокращенное обозначение. Наиболее часто используемый формат: XYZ J/K/M VOLTS V, где XYZ представляет собой емкость (рассчитывается как XY × 10). ^С пФ), буквы J, K или M обозначают допуск (±5%, ±10% и ±20% соответственно), а VOLTS V обозначает рабочее напряжение.

Примеры:

105К 330 В подразумевает емкость 10×10 ⁵ пФ = 1 мкФ (К = ±10%) при рабочем напряжении 330 В.
473М 100 В подразумевает емкость 47×10 ³ пФ = 47 нФ (М = ±20 %) при рабочем напряжении 100 В.

Емкость, допуск и дата изготовления могут быть указаны с помощью короткого кода, указанного в IEC/EN 60062. Примеры сокращенной маркировки номинальной емкости (микрофарады): μ47 = 0,47 мкФ, 4μ7 = 4,7 мкФ, 47μ = 47 мкФ.

Дата изготовления часто печатается в соответствии с международными стандартами.

Версия 1: кодирование цифровым кодом года/недели, «1208» означает «2012 год, номер недели 8».
Версия 2: кодирование кодом года/кодом месяца. Коды года: «R» = 2003, «S» = 2004, «T» = 2005, «U» = 2006, «V» = 2007, «W» = 2008, «X» = 2009, «А». = 2010, «B» = 2011, «C» = 2012, «D» = 2013 и т. д. Коды месяцев: от «1» до «9» = с января по сентябрь, «O» = октябрь, «N» = ноябрь, «Д» = декабрь. «Х5» тогда — «2009, май».

Для очень маленьких конденсаторов, таких как микросхемы MLCC, маркировка невозможна. Здесь только прослеживаемость производителей может обеспечить идентификацию типа.

Цветовое кодирование

По состоянию на 2013 год ^[update] Конденсаторы не имеют цветовой маркировки.

Маркировка полярности

Маркировка полярности

Алюминиевые электронные колпачки с нетвердым электролитом имеют маркировку полярности со стороны катода ( минус ). Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электронные конденсаторы с твердым электролитом имеют маркировку полярности со стороны анода ( плюс ). Суперконденсаторы отмечены со стороны минуса .

Детали маркировки полярности

Прямоугольные полимерные конденсаторы , как танталовые, так и алюминиевые, имеют маркировку полярности со стороны анода ( плюса ).
катода ( минус ). Цилиндрические полимерные конденсаторы имеют маркировку полярности со стороны
Суперконденсаторы маркируются со катода ( минус ). стороны

Сегменты рынка

Дискретные конденсаторы сегодня представляют собой промышленную продукцию, выпускаемую в очень больших количествах для использования в электронном и электрическом оборудовании. В 2008 году мировой рынок конденсаторов постоянной емкости оценивался примерно в 18 миллиардов долларов США за 1400 миллиардов (1,4 × 10 ¹²) куски. ^[75] На этом рынке доминируют керамические конденсаторы, их количество оценивается примерно в один триллион (1 × 10 ¹²) штук в год. ^[76]

Подробные расчетные значения основных семейств конденсаторов:

Керамические конденсаторы — 8,3 млрд долларов США (46%);
Алюминиевые электролитические конденсаторы — 3,9 млрд долларов США (22%);
Пленочные конденсаторы и бумажные конденсаторы — 2,6 миллиарда долларов США (15%);
Танталовые электролитические конденсаторы — 2,2 млрд долларов США (12%);
Суперконденсаторы ( двухслойные конденсаторы ) — 0,3 миллиарда долларов США (2%); и
Другие, такие как серебряная слюда и вакуумные конденсаторы — 0,7 миллиарда долларов США (3%).

Все остальные типы конденсаторов незначительны по стоимости и количеству по сравнению с вышеуказанными типами.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Адам Маркус Намисник (23 июня 2003 г.). «Обзор технологии электрохимических суперконденсаторов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2014 года . Проверено 24 июня 2011 г.
^ WIMA, Характеристики металлизированных пленочных конденсаторов по сравнению с другими диэлектриками [1]. Архивировано 5 ноября 2012 г. в Wayback Machine.
^ «- TDK Europe – Общая техническая информация» (PDF) .
^ Томаш Карник, AVX, ОКСИД НИОБИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНДЕНСАТОРОВ, МЕТАЛЛ 2008, 13.-15. 5. 2008, Градец-над-Моравици PDF. Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine.
^ «Holystone, Сравнение диэлектрической проницаемости конденсаторов, Техническое примечание 3» (PDF) .
^ П. Беттакки, Д. Монтанари, Д. Занарини, Д. Ориоли, Г. Ронделли, А. Сануа, Силовые пленочные конденсаторы KEMET Electronics для промышленного применения. Архивировано 2 марта 2014 г. на Wayback Machine.
^ Перейти обратно: ^а ^б ИП Мурарка; Моше Айзенберг; А. К. Синха (2003), Межслойные диэлектрики для полупроводниковых технологий (на немецком языке), Academic Press, стр. 338–339, ISBN 9780125112215
^ Вишай. «Vishay — Конденсаторы — рейтинг безопасности радиочастотных помех X/Y» . www.vishay.com .
^ «Аттенюаторы X2Y — Главная» . www.x2y.com .
^ «Трёхполюсная конструкция конденсатора, Мурата» .
^ «Мурата, Трехконтактная конструкция конденсатора, № TE04EA-1.pdf 98.3.20» (PDF) .
^ «Vishay, Керамические высокочастотные конденсаторы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июля 2019 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ Вишай. «Конденсаторы – ВЧ мощность» . Вишай. Архивировано из оригинала 14 августа 2012 г. Проверено 9 марта 2013 г.
^ Журнал пассивных компонентов, ноябрь/декабрь. 2005, Ф. Джейкобс, с. 29 ff. Полипропиленовая пленочная смола для конденсаторов Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine.
^ «Отчеты о конденсаторах | Отчеты о резисторах | Электронный анализ | Деннис Зогби | Публикации Пауманока» . Paumanokgroup.com. 08.11.2013 . Проверено 2 марта 2014 г.
^ «Конденсаторы WIMA для подавления радиопомех (RFI)» . www.wima.com .
^ «Снабберные конденсаторы WIMA» . www.wima.com .
^ «Моторные конденсаторы онлайн» . www.motor-runcapacitorsonline.com .
^ «К сожалению, запрошенная страница не найдена. — TDK Europe — EPCOS» (PDF) . www.epcos.com .
^ Чэньси, Ризи (15 мая 2014 г.). «Тенденции рынка электронных компонентов в 2017 году» . www.wellpcb.com . Ну печатная плата . Проверено 29 мая 2017 г.
^ У. Меркер, К. Вуссов, В. Лёвених, HC Starck GmbH, Новые дисперсии проводящего полимера для твердоэлектролитных конденсаторов, PDF-файл, архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine
^ «CDE, пусковые конденсаторы двигателей» (PDF) .
^ «Рубикон, алюминиевые электролитические конденсаторы для стробоскопической вспышки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 декабря 2020 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ «Электролитические конденсаторы – FTCAP GmbH» . www.ftcap.de .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Б. Е. Конвей (1999). Электрохимические суперконденсаторы: научные основы и технологические приложения . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-0306457364 . Проверено 21 ноября 2014 г. см. также Брайана Э. Конвея в Энциклопедии электрохимии: Электрохимические конденсаторы - их природа, функции и применение. Архивировано 13 августа 2012 г. в Wayback Machine.
^ Марин С. Халпер, Джеймс К. Элленбоген (март 2006 г.). Суперконденсаторы: краткий обзор (PDF) (Технический отчет). Группа компаний МИТЕР Наносистемы . Проверено 2 апреля 2013 г.
^ Fracowiak, Эльжбета ; Беген, Франсуа (2001). «Углеродные материалы для электрохимического хранения энергии в конденсаторах». Карбон . 39 (6): 937–950. дои : 10.1016/S0008-6223(00)00183-4 .
^ Сур, Уджал Кумар (27 января 2012 г.). Последние тенденции в электрохимической науке и технологии . ISBN 978-953-307-830-4 .
^ «Элтон» . Архивировано из оригинала 23 июня 2013 г. Проверено 15 августа 2013 г.
^ «Конденсаторы безопасности переменного тока» . Архивировано 4 октября 2015 г. в Wayback Machine .
^ «Промежуточные конденсаторы, компоненты антенной связи, компоненты линейного байпаса и конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании» . Интернет-каталог сертификации UL .
^ Дуглас Эдсон и Дэвид Уодлер. «Новый твердотельный танталовый конденсатор с низким ESR». Архивировано 6 августа 2013 г. в Wayback Machine .
^ ДеМатос, Х. «Проектирование внутреннего предохранителя для высокочастотного твердотельного танталового конденсатора» . 1980. doi: 10.1109/ТЧМТ.1980.1135610
^ Тагаре. «Электрические силовые конденсаторы» . 2001.
^ Хемант Джоши. «Жилые, коммерческие и промышленные электросистемы: оборудование и выбор» . 2008. раздел 21.2.1: «Внутренний предохранитель». п. 446.
^ «3D кремниевые конденсаторы» . www.ipdia.com . Архивировано из оригинала 1 июля 2019 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ Гарри Литхалл - SM0VPO. «Конденсаторы трюков». Архивировано 13 июня 2011 г. в Wayback Machine .
^ Даррен Эшби, Бонни Бейкер, Иэн Хикман, Уолт Кестер, Роберт Пиз, Тим Уильямс, Боб Зейдман. «Проектирование схем: знай все» . 2011. п. 201.
^ Роберт А. Пиз. «Устранение неполадок аналоговых цепей» . 1991. п. 20.
^ Роберт А. Пиз. «Устранение неполадок аналоговых цепей, часть 2: Правильное оборудование необходимо для эффективного устранения неполадок» . ЭДН, 19 января 1989 г. п. 163.
^ Дэвид Крайп NM0S и группа QRP четырех штатов. «Руководство по эксплуатации Cyclone 40: 40-метровый трансивер» . 2013. п. 17.
^ «Преимущества и недостатки полистироловых конденсаторов» . Проверено 14 февраля 2016 г.
^ «Vishay, Танталовые конденсаторы с мокрым электролитом, введение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2015 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ Характеристики самовосстановления твердого электролитического конденсатора с полипиррольным электролитом, Ямамото Хидео [2]
^ "ДРИЛКО, СЛ - СТАРТ" (PDF) . www.electrico.drilco.net . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «AVX, Рабочие характеристики многослойных стеклянных конденсаторов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ Мурата: Основы конденсаторов, урок 2 Включает график, показывающий зависимость импеданса от частоты для различных типов конденсаторов; электролиты единственные с большой составляющей из-за СОЭ
^ Вишай. «Vishay - Vishay представляет первый кремниевый ВЧ-конденсатор для поверхностного монтажа в корпусе размера 0603» . www.vishay.com .
^ Инфотек, Адитья. «Чип-слюдяные конденсаторы — Simic Electronic» . www.simicelectronics.com .
^ «AVX, NP0, 1000 пФ, 100 В, 0805, Q >= 1000 (1 МГц)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 декабря 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ Мэй, Мунтешари, Лау, Данн и Пилон. «Физическая интерпретация графиков Найквиста для электродов и устройств ELDC» (PDF) . Проверено 4 февраля 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) J. Phys. хим. С 2018, 122, 194−206
^ «ВИМА» . www.wima.de. Архивировано из оригинала 5 ноября 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ «Общая информация о пленочных конденсаторах постоянного тока» (PDF) . www.kemet.com .
^ «ВИМА» . www.wima.de. Архивировано из оригинала 4 ноября 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ «Конденсаторы для снижения микрофонных помех и звукового излучения» (PDF) . www.kemet.com . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2019 г. Проверено 2 июня 2017 г.
^ Подвержены ли ваши военные керамические конденсаторы пьезоэлектрическому эффекту? Архивировано 19 июня 2012 года в Wayback Machine.
^ «Kemet, Полимерные танталовые конденсаторы на кристалле» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2014 г. Проверено 14 декабря 2012 г.
^ AVX, АНАЛИЗ ТОКА УТЕЧКИ ТВЕРДОГО ТАНТАЛОВОГО КОНДЕНСАТОРА. Архивировано 6 августа 2013 г., на Wayback Machine.
^ «Понимание пропитки конденсаторов для оптимизации аналоговых систем», Боб Пиз, 1982 г. [3]. Архивировано 12 октября 2007 г. в Wayback Machine.
^ * «Моделирование диэлектрической абсорбции в конденсаторах», Кен Кундерт
^ «NCC, серия КМЕ» (PDF) .
^ «Конденсаторы общего назначения KEMET для подавления импульсов и переходных процессов постоянного тока» (PDF) . www.kemet.com .
^ Ральф М. Керриган, Подразделение конденсаторов NWL. Металлизированные полипропиленовые пленочные конденсаторы для хранения энергии для работы с низкими импульсами. Архивировано 29 сентября 2013 г. на Wayback Machine.
^ «Ультраконденсаторы Maxwell: будущее энергетики» . Максвелл Технологии .
^ Плесснер, К.В. (1956), «Старение диэлектрических свойств керамики из титаната бария», Труды Физического общества. Раздел B (на немецком языке), том. 69, нет. 12, стр. 1261–1268, Бибкод : 1956PPSB...69.1261P , номер doi : 10.1088/0370-1301/69/12/309.
^ Такааки Цуруми, Мотохиро Шоно, Хирофуми Какемото, Сатоши Вада, Кенджи Сайто и Хирокадзу Чазоно, Механизм старения емкости под действием поля смещения постоянного тока в X7R-MLCC Опубликовано в Интернете: 23 марта 2007 г., Springer Science + Business Media, LLC. [4]
^ Кристофер Ингланд, Диэлектрики Йохансона, Старение керамических конденсаторов стало проще [5]. Архивировано 26 декабря 2012 г. в Wayback Machine.
^ Доктор Арне Альбертсен, Цзянхай, Европа, Оценка срока службы электролитических конденсаторов. Архивировано 8 января 2013 г. в Wayback Machine.
^ IEC/EN 61709, Электрические компоненты. Надежность. Эталонные условия для интенсивности отказов и модели стресса для конверсии
^ MIL-HDBK-217F Прогноз надежности электронного оборудования
^ Дж. Л. Стивенс, Т. Р. Маршалл, AC Geiculescu M., CR Feger, TF Strange, Carts USA 2006, Влияние состава электролита на характеристики деформации влажных алюминиевых конденсаторов ICD. Архивировано 26 ноября 2014 г. в Wayback Machine.
^ Альфонсо Бердук, Зонгли Доу, Ронг Сюй, BHC Components Ltd (KEMET), pdf Электрохимические исследования для применения в алюминиевых электролитических конденсаторах: коррозионный анализ алюминия в электролитах на основе этиленгликоля. Архивировано 20 февраля 2014 г. в Wayback Machine.
^ Vishay BCcomComponents, редакция: 10 мая 2012 г., номер документа: 28356, Введение в алюминиевые конденсаторы, параграф «Хранение». Архивировано 26 января 2016 г. на Wayback Machine.
^ «Бейт Верлаг — стандарты и специальная литература с 1924 года» . www.beuth.de .
^ «Обзор рынка электронных конденсаторов» . Архивировано из оригинала 12 февраля 2010 г.
^ Дж. Хо, Т. Р. Джоу, С. Боггс, Историческое введение в технологию конденсаторов. Архивировано 5 декабря 2016 г. в Wayback Machine.

Внешние ссылки

[Namisnyk-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Адам Маркус Намисник (23 июня 2003 г.). «Обзор технологии электрохимических суперконденсаторов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2014 года . Проверено 24 июня 2011 г.

[2] WIMA, Характеристики металлизированных пленочных конденсаторов по сравнению с другими диэлектриками [1]. Архивировано 5 ноября 2012 г. в Wayback Machine.

[3] «- TDK Europe – Общая техническая информация» (PDF) .

[Karnik-4] Томаш Карник, AVX, ОКСИД НИОБИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНДЕНСАТОРОВ, МЕТАЛЛ 2008, 13.-15. 5. 2008, Градец-над-Моравици PDF. Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine.

[5] «Holystone, Сравнение диэлектрической проницаемости конденсаторов, Техническое примечание 3» (PDF) .

[6] П. Беттакки, Д. Монтанари, Д. Занарини, Д. Ориоли, Г. Ронделли, А. Сануа, Силовые пленочные конденсаторы KEMET Electronics для промышленного применения. Архивировано 2 марта 2014 г. на Wayback Machine.

[Murarka2003-7] Перейти обратно: ^а ^б ИП Мурарка; Моше Айзенберг; А. К. Синха (2003), Межслойные диэлектрики для полупроводниковых технологий (на немецком языке), Academic Press, стр. 338–339, ISBN 9780125112215

[8] Вишай. «Vishay — Конденсаторы — рейтинг безопасности радиочастотных помех X/Y» . www.vishay.com .

[9] «Аттенюаторы X2Y — Главная» . www.x2y.com .

[10] «Трёхполюсная конструкция конденсатора, Мурата» .

[11] «Мурата, Трехконтактная конструкция конденсатора, № TE04EA-1.pdf 98.3.20» (PDF) .

[12] «Vishay, Керамические высокочастотные конденсаторы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июля 2019 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[13] Вишай. «Конденсаторы – ВЧ мощность» . Вишай. Архивировано из оригинала 14 августа 2012 г. Проверено 9 марта 2013 г.

[14] Журнал пассивных компонентов, ноябрь/декабрь. 2005, Ф. Джейкобс, с. 29 ff. Полипропиленовая пленочная смола для конденсаторов Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine.

[15] «Отчеты о конденсаторах | Отчеты о резисторах | Электронный анализ | Деннис Зогби | Публикации Пауманока» . Paumanokgroup.com. 08.11.2013 . Проверено 2 марта 2014 г.

[16] «Конденсаторы WIMA для подавления радиопомех (RFI)» . www.wima.com .

[17] «Снабберные конденсаторы WIMA» . www.wima.com .

[18] «Моторные конденсаторы онлайн» . www.motor-runcapacitorsonline.com .

[19] «К сожалению, запрошенная страница не найдена. — TDK Europe — EPCOS» (PDF) . www.epcos.com .

[20] Чэньси, Ризи (15 мая 2014 г.). «Тенденции рынка электронных компонентов в 2017 году» . www.wellpcb.com . Ну печатная плата . Проверено 29 мая 2017 г.

[21] У. Меркер, К. Вуссов, В. Лёвених, HC Starck GmbH, Новые дисперсии проводящего полимера для твердоэлектролитных конденсаторов, PDF-файл, архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine

[22] «CDE, пусковые конденсаторы двигателей» (PDF) .

[23] «Рубикон, алюминиевые электролитические конденсаторы для стробоскопической вспышки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 декабря 2020 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[24] «Электролитические конденсаторы – FTCAP GmbH» . www.ftcap.de .

[conway1-25] Перейти обратно: ^а ^б ^с Б. Е. Конвей (1999). Электрохимические суперконденсаторы: научные основы и технологические приложения . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-0306457364 . Проверено 21 ноября 2014 г. см. также Брайана Э. Конвея в Энциклопедии электрохимии: Электрохимические конденсаторы - их природа, функции и применение. Архивировано 13 августа 2012 г. в Wayback Machine.

[Halper-26] Марин С. Халпер, Джеймс К. Элленбоген (март 2006 г.). Суперконденсаторы: краткий обзор (PDF) (Технический отчет). Группа компаний МИТЕР Наносистемы . Проверено 2 апреля 2013 г.

[Frackowiak1-27] Fracowiak, Эльжбета ; Беген, Франсуа (2001). «Углеродные материалы для электрохимического хранения энергии в конденсаторах». Карбон . 39 (6): 937–950. дои : 10.1016/S0008-6223(00)00183-4 .

[Volfkovich-28] Сур, Уджал Кумар (27 января 2012 г.). Последние тенденции в электрохимической науке и технологии . ISBN 978-953-307-830-4 .

[Elton-29] «Элтон» . Архивировано из оригинала 23 июня 2013 г. Проверено 15 августа 2013 г.

[30] «Конденсаторы безопасности переменного тока» . Архивировано 4 октября 2015 г. в Wayback Machine .

[31] «Промежуточные конденсаторы, компоненты антенной связи, компоненты линейного байпаса и конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании» . Интернет-каталог сертификации UL .

[32] Дуглас Эдсон и Дэвид Уодлер. «Новый твердотельный танталовый конденсатор с низким ESR». Архивировано 6 августа 2013 г. в Wayback Machine .

[33] ДеМатос, Х. «Проектирование внутреннего предохранителя для высокочастотного твердотельного танталового конденсатора» . 1980. doi: 10.1109/ТЧМТ.1980.1135610

[34] Тагаре. «Электрические силовые конденсаторы» . 2001.

[35] Хемант Джоши. «Жилые, коммерческие и промышленные электросистемы: оборудование и выбор» . 2008. раздел 21.2.1: «Внутренний предохранитель». п. 446.

[36] «3D кремниевые конденсаторы» . www.ipdia.com . Архивировано из оригинала 1 июля 2019 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[37] Гарри Литхалл - SM0VPO. «Конденсаторы трюков». Архивировано 13 июня 2011 г. в Wayback Machine .

[38] Даррен Эшби, Бонни Бейкер, Иэн Хикман, Уолт Кестер, Роберт Пиз, Тим Уильямс, Боб Зейдман. «Проектирование схем: знай все» . 2011. п. 201.

[39] Роберт А. Пиз. «Устранение неполадок аналоговых цепей» . 1991. п. 20.

[40] Роберт А. Пиз. «Устранение неполадок аналоговых цепей, часть 2: Правильное оборудование необходимо для эффективного устранения неполадок» . ЭДН, 19 января 1989 г. п. 163.

[41] Дэвид Крайп NM0S и группа QRP четырех штатов. «Руководство по эксплуатации Cyclone 40: 40-метровый трансивер» . 2013. п. 17.

[42] «Преимущества и недостатки полистироловых конденсаторов» . Проверено 14 февраля 2016 г.

[43] «Vishay, Танталовые конденсаторы с мокрым электролитом, введение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2015 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[44] Характеристики самовосстановления твердого электролитического конденсатора с полипиррольным электролитом, Ямамото Хидео [2]

[45] "ДРИЛКО, СЛ - СТАРТ" (PDF) . www.electrico.drilco.net . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[46] «AVX, Рабочие характеристики многослойных стеклянных конденсаторов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[47] Мурата: Основы конденсаторов, урок 2 Включает график, показывающий зависимость импеданса от частоты для различных типов конденсаторов; электролиты единственные с большой составляющей из-за СОЭ

[48] Вишай. «Vishay - Vishay представляет первый кремниевый ВЧ-конденсатор для поверхностного монтажа в корпусе размера 0603» . www.vishay.com .

[49] Инфотек, Адитья. «Чип-слюдяные конденсаторы — Simic Electronic» . www.simicelectronics.com .

[50] «AVX, NP0, 1000 пФ, 100 В, 0805, Q >= 1000 (1 МГц)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 декабря 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[51] Мэй, Мунтешари, Лау, Данн и Пилон. «Физическая интерпретация графиков Найквиста для электродов и устройств ELDC» (PDF) . Проверено 4 февраля 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) J. Phys. хим. С 2018, 122, 194−206

[52] «ВИМА» . www.wima.de. Архивировано из оригинала 5 ноября 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[53] «Общая информация о пленочных конденсаторах постоянного тока» (PDF) . www.kemet.com .

[54] «ВИМА» . www.wima.de. Архивировано из оригинала 4 ноября 2012 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[55] «Конденсаторы для снижения микрофонных помех и звукового излучения» (PDF) . www.kemet.com . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2019 г. Проверено 2 июня 2017 г.

[56] Подвержены ли ваши военные керамические конденсаторы пьезоэлектрическому эффекту? Архивировано 19 июня 2012 года в Wayback Machine.

[57] «Kemet, Полимерные танталовые конденсаторы на кристалле» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2014 г. Проверено 14 декабря 2012 г.

[58] AVX, АНАЛИЗ ТОКА УТЕЧКИ ТВЕРДОГО ТАНТАЛОВОГО КОНДЕНСАТОРА. Архивировано 6 августа 2013 г., на Wayback Machine.

[59] «Понимание пропитки конденсаторов для оптимизации аналоговых систем», Боб Пиз, 1982 г. [3]. Архивировано 12 октября 2007 г. в Wayback Machine.

[60] * «Моделирование диэлектрической абсорбции в конденсаторах», Кен Кундерт

[61] «NCC, серия КМЕ» (PDF) .

[62] «Конденсаторы общего назначения KEMET для подавления импульсов и переходных процессов постоянного тока» (PDF) . www.kemet.com .

[63] Ральф М. Керриган, Подразделение конденсаторов NWL. Металлизированные полипропиленовые пленочные конденсаторы для хранения энергии для работы с низкими импульсами. Архивировано 29 сентября 2013 г. на Wayback Machine.

[64] «Ультраконденсаторы Maxwell: будущее энергетики» . Максвелл Технологии .

[65] Плесснер, К.В. (1956), «Старение диэлектрических свойств керамики из титаната бария», Труды Физического общества. Раздел B (на немецком языке), том. 69, нет. 12, стр. 1261–1268, Бибкод : 1956PPSB...69.1261P , номер doi : 10.1088/0370-1301/69/12/309.

[66] Такааки Цуруми, Мотохиро Шоно, Хирофуми Какемото, Сатоши Вада, Кенджи Сайто и Хирокадзу Чазоно, Механизм старения емкости под действием поля смещения постоянного тока в X7R-MLCC Опубликовано в Интернете: 23 марта 2007 г., Springer Science + Business Media, LLC. [4]

[67] Кристофер Ингланд, Диэлектрики Йохансона, Старение керамических конденсаторов стало проще [5]. Архивировано 26 декабря 2012 г. в Wayback Machine.

[68] Доктор Арне Альбертсен, Цзянхай, Европа, Оценка срока службы электролитических конденсаторов. Архивировано 8 января 2013 г. в Wayback Machine.

[69] IEC/EN 61709, Электрические компоненты. Надежность. Эталонные условия для интенсивности отказов и модели стресса для конверсии

[70] MIL-HDBK-217F Прогноз надежности электронного оборудования

[71] Дж. Л. Стивенс, Т. Р. Маршалл, AC Geiculescu M., CR Feger, TF Strange, Carts USA 2006, Влияние состава электролита на характеристики деформации влажных алюминиевых конденсаторов ICD. Архивировано 26 ноября 2014 г. в Wayback Machine.

[72] Альфонсо Бердук, Зонгли Доу, Ронг Сюй, BHC Components Ltd (KEMET), pdf Электрохимические исследования для применения в алюминиевых электролитических конденсаторах: коррозионный анализ алюминия в электролитах на основе этиленгликоля. Архивировано 20 февраля 2014 г. в Wayback Machine.

[73] Vishay BCcomComponents, редакция: 10 мая 2012 г., номер документа: 28356, Введение в алюминиевые конденсаторы, параграф «Хранение». Архивировано 26 января 2016 г. на Wayback Machine.

[74] «Бейт Верлаг — стандарты и специальная литература с 1924 года» . www.beuth.de .

[75] «Обзор рынка электронных конденсаторов» . Архивировано из оригинала 12 февраля 2010 г.

[Boggs-76] Дж. Хо, Т. Р. Джоу, С. Боггс, Историческое введение в технологию конденсаторов. Архивировано 5 декабря 2016 г. в Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]

[74]

[75]

[76]