滤波电容器的类型和应用

4．5 滤波电容器的类型和应用

电容器是变频器中应用最广的元件之一，无论是主电路、控制电路、驱动电路还是开关电源都大量使用，它们在变频器中一般起到滤波、旁路、退耦、隔直、耦合、吸收、储能等作用。事实上，通用变频器主电路中的高压电容器一般占整机体积的三分之一。尤其是，除了逆变电路功率模块是变频器的故障概率最高外，就是各个部位的电容器的故障概率高。对于变频器的设计者和使用者来说，了解电容器的特性及其参数对工作状态的影响以及变频器对滤波电容器的要求等无疑是非常重要的，因此，本章对变频器用滤波电容器较为详细的介绍。

4．5．1滤波电容器的分类和特性

1．电容器的分类

电容器可以按照所使用的介质进行分类，如下：

⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩

⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧--⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧真空电容器空气可变电容器空气微调电容器空气电容器充气式电容器气体介质电容器云母微调电容器云母电容器瓷介微调电容器高频陶瓷电容器低频陶瓷电容器陶瓷电容器玻璃釉电容器无机固体介质电容器固体浸渍电容器液体浸渍电容器纸介电容器涤膜电容器涤纶电容器聚苯乙烯电容器聚四氟乙烯电容器聚丙烯电容器有机薄膜电容器有机固体介质电容器纸膜混合电容器复合介质电容器固态钽电容器液态钽电容器钽电解电容器铌电解电容器

有极性电容器无极性电容器

双极性电容器铝电解电容器电解介质电容器电容器 2．国产电容器的型号

国产电容器的型号命名方式如表4. 24所示。

表4. 24 电容器的型号命名方式

3．常用电容器的结构特点及适用场合

各种电容器的结构都有所不同，因此它们的特点也不一样。

（1）金属化纸介电容器(CJ型)

金属化纸介电容器的结构就是以介质(电容器纸)上所覆盖约0.01μm厚的金属膜作为两电极，卷饶成芯子，装入外壳内并加以密封。

CJ型电容器的特点是体积小，容量大，受高电压击穿后能自愈，但容量稳定性、损耗绝缘电阻均比云母、瓷介、聚苯等电容器差。适用于对频率和稳定性要求不高的场合，可用于吸收输出杂音电压和初级高压侧无源PFC。CJ型金属化纸介电容器的容量范围为6800pF～30μF；允许偏差可以为±5％，±10％，±20％；工作电压范围是63～1600V。

（2）聚苯乙烯薄膜电容器(CB型)

聚苯乙烯薄膜电容器的介质为聚苯乙烯薄膜，电极有金属箔式和金属膜式两种。由于聚苯乙烯膜吸湿性很小，卷好的芯子采用自身聚合的方法，可以作成非密封的结构，如CBl0和CBl4型等。

CB型电容器具有优良的电性能，介质损耗小，绝缘电阻大，a c小，电容稳定性好，精度可做到±1％，介质吸收系数小，吸水性小，可与云母和高频瓷介电容器相比较，适用于高频电路中，成本低于云母电容器，容量又可做得比云母电容器大，缺点是耐热性差。聚苯乙烯薄膜电容器可用于吸收输出杂音电压和初级高压侧无源PFC及逆变开关电路的尖峰电压吸收。CB型电容器的容量范围是10pF～10μF；允许偏差可以是±5％，±10％，±20％；工作电压范围可以是100V～30kV。

（3）涤纶薄膜电容器(CL型)

涤纶薄膜电容器的介质为涤纶薄膜，电极有金属箔式和金属膜式两种。外型结构有三种：一种是卷好的芯子用带色的环氧树脂包封，如CLl0型、CL21型、CLll型、CL20型，一种是装入密封的金属壳内，如CL41型；另一种是装在塑料壳内。

CL型电容器体积小，容量大，金属膜结构的体积更小，耐热耐湿性好，膜的强度大，利于自动化生产，价廉，但稳定性差，适用于对频率和稳定性要求不高的电路，如吸收输出杂音电压等。CL型电容器的容量范围是40pF～20μF；允许偏差可以是±5％，±10％，±20％；工作电压范围可以是63～630V。

（4）云母电容器(CY型)

云母电容器的介质为云母片，电极有金属箔式和金属膜式的，目前大多采用在云母介质上被覆一层银电极，云母电容器的芯子结构是装叠而成的，外壳有陶瓷外壳、金属外壳，常用的是塑料外壳。

CY 型电容器是一种高稳定、高可靠、高精度的电容器，损耗小、绝缘电阻很高。温度、频率特性稳定，不易老化，固有电感小，是性能优良的高频电容器之一，广泛用于对稳定性和可靠性要求较高的场合及高频高压设备。缺点是价格较贵，容量不高。不适用于通信电源。CY 型电容器的容量范围为10～51000pF ；允许偏差可以是±2％，±5％，±10％；工作电压范围是100V ～7kV 。

（5）CC 型瓷介电容器

CC 型瓷介电容器是用高介电常数的电容器陶瓷作为介质，电极是在陶瓷上覆银制成的，焊上引出线，涂以保护漆，即成为一只陶瓷电容器；陶瓷电容器的结构简单，但结构形式是各类电容器中最多的一种。CC 型陶瓷电容器用的介质材料是I 型电容器陶瓷，它的ε一般小于100。

CC 型陶瓷电容器的体积小，耐热性好，并能耐酸碱、盐类的侵蚀，损耗小，绝缘电阻高。其缺点是容量较小，常用于要求低损耗和容量稳定的高频电路中，或做温度补偿之用，如控制电路的抗干扰、滤波及定时。容量范围：1～4μF ；工作电压：63～500V ；允许误差：±2％，±5％，±10％，±20％；高压型：1～30kV ；容量范围：1～10nF 。

（6）CT 型瓷介电容器

CT 型瓷介电容器介质材料是Ⅱ型电容器陶瓷，ε一般大于1000。因介质是用的Ⅱ型瓷料，ε>1000，故体积比CC 型更小，容量比CC 型更大，但绝缘电阻低，损耗大，稳定性差，一般只适用于低频电路作旁路、隔直流或电源滤波，或对损耗和稳定性要求不高的场合，这种电容器不宜用在脉冲电路中，如控制电路模拟信号抗干扰和滤波。容量范围：330～10nF ；允许误差：±20％，

%2080+-,%20

-+不规定；工作电压：63～45kV 。

（7）铝电解电容器(CD 型)

电解电容器的两个电极是用不同材料制成的，用铝箔作正极，电解质作负极，介质A12O 3膜是在正极铝箔表面上生成的，芯子为卷绕型结构，装入铝或塑料外壳内，为防止负极电解质的干涸，外壳引线部位一般用优质橡皮圈或胶木盖或环氧树脂密封。

电解电容器单位体积的电容量特大，单位容量价格最低，重量最轻，这特点在低压情况下尤为明显。由于介质和电解质交界处具有单向导电性，所以电解电容器是有极性的，使用时必须注意电极的正负，不可接错，其缺点是容量误差大，损耗大，漏电流大，时间稳定性差，容量损耗的温度频率特性也很差，它使用于直流或脉动电路中作整流、滤波和音频旁路。

CD 型电容器的容量范围：1～150000μF ；允许误差：

%10100-+，%2050-+；工作电压：6.3～450V 。 （8）钽电解电容器(CA 型)

钽电解电容器有固体钽和液体钽电解电容器两种，固体钽电解电容器正极是用钽粉压成块，烧结成多孔型，介质是在其表面上生成的一层Ta 2O 5膜。负极是在Ta 2O 5介质上被覆的一层MnO 2。液态钽电解的负