嵌入式——认识电子元器件——电容系列

介绍

电容器（capacitor），通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示，单位为F（法拉）。任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。储存电荷、储存电能的被动元器件。
一般用来临时小电池，存电、稳压、滤波。

常用单位：

1F=1000mF# 毫法1mF=1000uF# 微法1uF=1000nF# 纳法1nF=1000pF# 皮法日常板子最常见：μF、nF、pF

核心作用

滤波

滤除电源杂波、高频干扰，让电压更纯洁。
作用：电源电路必备，防止电压跳动、设备死机。

稳压/退耦

芯片的引脚旁一般都会放小电容。
作用：瞬间电流不足时，电容放电补电，保证芯片稳定工作。

隔直通交

隔断直流电，允许交流电/信号通过。
作用：常用于信号隔离、音频、通信电路。

延时/充放电

利用电容慢慢充电、慢慢放电特性。
作用：做简单延时电路、复位电路、指示灯渐变。

名词解释

容量/额定容量

储存电荷的能力。
作用：容量越大，储电越多，滤波、储能能力越强。

额定耐压 / 耐压值

电容长期正常工作的最大电压。
常见：6.3V、16V、25V、35V、50V、400V
重点：

• 实际电路电压 必须小于耐压；
• 超压 → 击穿、短路、鼓包、爆炸。

极性：

• 有极性电容：铝电解、钽电容，分正负极，反接直接损坏。
• 无极性电容：陶瓷、薄膜、CBB 电容，不分正负，任意接。

ESR 等效串联电阻

电容内部等效内阻。
特点：ESR越小越好。
影响：ESR 大 → 滤波差、发热严重、电源纹波大、设备死机重启。

ESL 等效串联电感

电容引脚、内部结构带来的等效电感。
场景：高频电路关键，ESL 越小，高频滤波效果越好。

纹波电流

电容能长期承受的交流波动电流。
作用：电源电路中，纹波电流过大，电容发热老化、寿命缩短。

漏电流

电容充满电后，自身缓慢漏电的电流。
场景：

• 电解电容漏电流偏大；
• 精密电路、待机低功耗设备，要求漏电流越小越好。

介质损耗 / 损耗角正切 (tanδ)

电容工作时自身发热损耗。
损耗越小，效率越高、发热越少。

介质

电容两个极板中间的绝缘材料。
不同介质决定电容特性：

• 陶瓷介质：高频好、体积小
• 电解液介质：容量大、成本低
• 薄膜介质：耐压高、稳定性强

极板 / 电极

极板：储存电荷的金属片；
电极：引脚 / 焊盘，用来焊接到电路板。

封装

贴片封装：0402、0603、0805、1206（MLCC 贴片电容）
直插封装：径向电解、独石电容

安规电容

包含 X 电容、Y 电容

• X 电容：跨接火线零线，抑制差模干扰；
• Y 电容：火线对地、零线对地，抑制共模干扰；
• 特点：耐压高、抗雷击、击穿不会起火。

自愈特性

多见于薄膜 / 安规电容；
高压轻微击穿后，可自我修复，不会直接短路报废。

旁路电容 / 退耦电容

就近贴在芯片电源脚；
给芯片瞬时供电、滤除高频杂波，防止芯片干扰、死机。

滤波电容

电源输入 / 输出端大容量电容；
过滤电压杂波，让直流电更平滑。

耦合电容

利用隔直通交，传递交流信号、隔离直流电压。

去耦电容

和旁路类似，主要解决模块之间互相干扰。

充放电特性

电容慢慢充电、慢慢放电；
用于：复位电路、延时电路、指示灯渐变、掉电保持。

容量衰减 / 老化

长期高温、高压使用，容量慢慢变小。

鼓包 / 漏液

铝电解电容典型故障，内部电解液膨胀流出。

击穿短路

电压超标、老化导致绝缘介质损坏，两极直通。

开路 / 虚焊

引脚断裂、焊盘脱落，电路断路失效。

分类

陶瓷电容（MLCC贴片电容）

板子上最多、最小的黑色/米黄色贴片
优点：体积小、便宜、高频性能好
用途：电源滤波、芯片旁路、高频电路

电解电容（铝电解）

圆柱形、有正负极（白线/减号为负极）
优点：容量大、便宜
用途：电源输入端大容量滤波
注意：接反会鼓包、炸裂

钽电容

多为长方体（贴片式）或直插式（泪滴形），常见黄色、黑色、橙色
优点：体积小、稳定性强、价格贵、耐高温

用途：精密电路、工业控制、高端设备
注意：贴片式横线一段为正极，直插式长脚一段为正极

安规电容（X电容/Y电容）

X电容：方形扁盒
Y电容：圆片或小方块
优点：抗雷击、抗浪涌、EMC抗干扰
用途：家电、水表、燃气表、工业设备必用

电容常见损坏现象

• 鼓包、漏液、炸裂（电解电容最常见）
• 容量衰减、老化 → 设备不定期重启、死机
• 击穿短路 → 烧保险、板子不通电
• 虚焊、脱落 → 接触不良、间歇性故障

示例图

注：图片来源