电容器的发展讲述课件

电容器的发展 2024/7/91目录目录n一.电容器的定义n二.电容器的分类n三.常用电容器介绍n四.电容器的应用n五.超级电容器2024/7/92一：什么是电容器一：什么是电容器?它它是是一一种种由由两两片片相相距距很很近近的的金金属属板板（金金属属薄薄膜膜）中中间间夹夹层层绝绝缘缘物物质质（又又称称电电介质）构成的。介质）构成的。空空气气、纸纸、云云母母片片以以及及塑塑料料等等都都可可以以作作为为电电容容器器的电解质。的电解质。电容器是存储电荷的元件。电容器是存储电荷的元件。2024/7/93金属极板金属极板绝缘物质绝缘物质(电介质电介质)电电容容器器存存储储电电荷荷的的能能力力称称为为电电容容量量，简简称称为为电电容容。电电容容在在数数值值上上等等于于电电容容器器所所带带电电量量（Q Q）跟跟它它的的电电位位（u u）之之比比C=Q/U,C=Q/U,单单位位为为F F（法法拉拉)（1F=1000000F=1000000000000pF)1F=1000000F=1000000000000pF)。平平行行板板电电容容器器的的电电容容量量大大小小除除与与极极板板面面积积与与极极板板相相距距有有关关外外，还还和和两两极极板板间间的的绝绝缘缘电电解解质质有有关，关，即即d极板间距S极板面积2024/7/94n n 电容器的电容跟两极板的正对面积、电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质两极板的距离以及两极板间的电介质都有关系知道了影响电容大小的因都有关系知道了影响电容大小的因素，就可以根据需要制成各种不同的素，就可以根据需要制成各种不同的电容器电容器n n 电电容容器器按按结结构构不不同同可可分分三三大大类类：固固定定电电容容器器、可可变变电电容容器器和和半半可可调调（或或称微调电容称微调电容 器）器）二：电容器的分类二：电容器的分类2024/7/952024/7/96按按电电介介质质分分类类：有有无无机机介介质质分分类类、有有机机介介质质电电容容器器、电电解解电电容容器器以以及及液体介质电容器液体介质电容器。按按用用途途分分有有：高高频频旁旁路路、低低频频旁旁路路、滤滤波波、调调谐谐、高高频频耦耦合合、低低频频耦耦合合、小型电容器小型电容器。2024/7/97三：常用电容器介绍三：常用电容器介绍常用固定电容器1、铝电解电容器、铝电解电容器 具有极性具有极性,容量大，容量大，能耐受大的脉动电流，能耐受大的脉动电流，容量误差大，泄漏电容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于流大；普通的不适于在高频和低温下应用在高频和低温下应用,不宜使用在不宜使用在25kHz以以上上频率频率,多用于多用于低频低频旁旁路、信号耦合、电源路、信号耦合、电源滤波。滤波。2024/7/98 2、钽电解电容器 漏电流极小，贮存性良好，漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，而且体寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差，耐受能力差，若损坏易呈短路若损坏易呈短路状态状态,用于用于超小型高可靠机件超小型高可靠机件中中.2024/7/99 3、薄膜电容器 n n频率特性好，介电损耗小频率特性好，介电损耗小不能做成大的容量，耐热不能做成大的容量，耐热能力差能力差,用于用于滤滤波器、积波器、积分、振荡、定时电路。分、振荡、定时电路。2024/7/9104、瓷介电容器 n n 频率特性好，介电损频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用，耗小，有温度补偿作用，受振动会引起容量变化受振动会引起容量变化,特别适于高频旁路特别适于高频旁路.2024/7/911可变电容器n n可变电容器是一种电容量可以在一定范可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容器，通常在无线电接收电围内调节的电容器，通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。路中作调谐电容器用。n n可变电容器按其使用的介质材料可分为可变电容器按其使用的介质材料可分为空气介质可变电容器和固体介质可变电容空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。器。2024/7/912微调电容器n n 半可变电容器也称微调半可变电容器也称微调电容器，在各种调谐及振荡电容器，在各种调谐及振荡电路中作为补偿电容器或校电路中作为补偿电容器或校正电容器使用。它分为云母正电容器使用。它分为云母微调电容器、瓷介微调电容微调电容器、瓷介微调电容器、薄膜微调电容器、拉线器、薄膜微调电容器、拉线微调电容器等多种。微调电容器等多种。2024/7/9132024/7/914四：电容器的应用四：电容器的应用1.电容器在仪器或设备中的应用 n n1.1.滤波滤波滤波滤波n n主要作用是减少直流电压的主要作用是减少直流电压的主要作用是减少直流电压的主要作用是减少直流电压的交流分交流分交流分交流分量量量量。多应用于测量多应用于测量多应用于测量多应用于测量,控制和通讯控制和通讯控制和通讯控制和通讯的的的的仪器、仪器、仪器、仪器、设备中，也应用于设备中，也应用于设备中，也应用于设备中，也应用于感应炉和焊接设备中。感应炉和焊接设备中。感应炉和焊接设备中。感应炉和焊接设备中。2024/7/915n n2.脉冲脉冲 主要作用是吸收和提供大的浪涌电流波。主主要作用是吸收和提供大的浪涌电流波。主要作用是可以在一定的时间内充电，快速放要作用是可以在一定的时间内充电，快速放电，能量密度高电，能量密度高。应用于除颤器、高能量闪。应用于除颤器、高能量闪光灯、激光器、光灯、激光器、X射线设备、超声波清洗设射线设备、超声波清洗设备、水备、水/食物净化设备等。食物净化设备等。2024/7/916n n提高功率因数提高功率因数主要功能是主要功能是限制电抗性电流，使功率因数接近限制电抗性电流，使功率因数接近设备本身的功率因数设备本身的功率因数。应用于应用于UPS、高功率输入滤波器、风车发电高功率输入滤波器、风车发电机、机、高功率变极器。高功率变极器。2024/7/9172.电容器在电器中的应用电容器在电器中的应用n n音响分频器 n n用电感和电容构成分频网络,主要应用电容的通高频，阻低频，电感的通低频，阻高频特性，将声音频率信号分成不同的波段,送到不同的扬声器播放。主要分为以下三种:n nA:高通滤波器:使高于某频率的信号通过；n nB:带通滤波器:使某一频率带的信号通过；n nC:低通滤波器:使低于某频率的信号通过。2024/7/9183.电容器在工业上的应用电容器在工业上的应用n n利用电火花加工工件利用电火花加工工件利用电火花加工工件利用电火花加工工件n n如图：用高压对电容如图：用高压对电容如图：用高压对电容如图：用高压对电容C C充电，当电压高至能使充电，当电压高至能使充电，当电压高至能使充电，当电压高至能使绝缘油击穿时，就会产绝缘油击穿时，就会产绝缘油击穿时，就会产绝缘油击穿时，就会产生火花放电，经过多次生火花放电，经过多次生火花放电，经过多次生火花放电，经过多次放电过程，工件上正对放电过程，工件上正对放电过程，工件上正对放电过程，工件上正对电极处的金属就会被高电极处的金属就会被高电极处的金属就会被高电极处的金属就会被高温融化，而慢慢出现与温融化，而慢慢出现与温融化，而慢慢出现与温融化，而慢慢出现与电极形状相同的几何图电极形状相同的几何图电极形状相同的几何图电极形状相同的几何图形。形。形。形。油油槽槽正正极极负负极极C CR R工工件件2024/7/9194.电容器其他应用简介电容器其他应用简介n n1电力遮断器电力遮断器 2高压负载关闭器和配电线传输通信高压负载关闭器和配电线传输通信 3受激准分子激光器受激准分子激光器 4脉冲成形电路脉冲成形电路2024/7/9202024/7/921五：超级电容器五：超级电容器1.超级电容器的概念超级电容器的概念n n超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源，它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。2024/7/922n n超级电容器基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。2024/7/9232.超级电容器的基本原理超级电容器的基本原理n n超级电容器实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F（法），工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。2024/7/924n n具有法拉级的超大电容量；n n比脉冲功率比蓄电池高近十倍；n n充放电循环寿命在十万次以上；n n能在-40-70的环境温度中正常用；n n有超强的荷电保持能力，漏电源非小；n n充电迅速，使用便捷；n n无污染，真正免维护。2024/7/9253.超级电容器的性能特点超级电容器的性能特点n n超级电容器作为大功率物理二次电源，在国民经济各领域用途十分广泛。其主要体现在以下四个方面：n n（1）超级电容器在交通工具节能环保方面有着广泛的应用 由于超级电容器公交以电力为能源，没有汽车尾气的排放，没有地面轨道和空中触线网，更加干净、灵活。2024/7/9263.超级电容器的应用超级电容器的应用而且超级电容器还解决了原来所用蓄电池所带来的污染问题，同时超级电容所具有的循环充电寿命长的优点。超级电容器具有功率密度高(比铅蓄电池大一个数量级)和使用温度范围宽的特点。n n（2）超级电容器可以用于USP系统和备用电源 当今的UPS（不间断电源）系统大多数使用铅蓄电池作为应急电源，而由于它的充2024/7/9273.超级电容器的应用超级电容器的应用电接受能力远不如超级电容器，那么在频繁停电的情况下使用时，就会因长期充电不足而使电池硫酸盐化，从而缩短使用的寿命。超级电容器在这种情况下，由于可以在数分钟内充足电，就完全不会受到频繁停电的影响。另外，在某些特殊情况下，超级电容的高功率密度输出特性，会使它成为很好的应急电源。2024/7/9283.超级电容器的应用超级电容器的应用n n（3）超级电容在军事领域也有很大的用途 新一代激光武器、潜艇、导弹以及航天飞行器等高功率军事装备，在发射阶段除装备有常规高比能量电池外，还必须与超级电容器组合才能构成致密型超高功率脉冲电源，通过对脉冲释放率、脉冲密度、峰值释放功率的调整，使电脉冲推进器、电弧喷气式伺服器等装置能实现在脉冲状态下达到任何平均功率水平的功率状态。2024/7/9293.超级电容器的应用超级电容器的应用n n（4）在小功率用电设备上的应用传统的电池手电筒寿命有限，即使是现代的LDE手电筒，充满电也需要数小时，电池的循环寿命很短。而使用超级电容器作为储能元件的手电筒，充电只需90s，循环寿命可达明50万次。如果每天充放电一次，可使用约135年，这种战术手电筒是警察和军队开发的。采用超级电容器作为储能元件，确保了应急照明灯具有节电、高亮度、不间断性和长寿命的特点。2024/7/9303.超级电容器的应用超级电容器的应用n n超级电容以自身优秀的特点，使其在交通、工业、军事、消费类电子产品等领域得到了越来越广泛的应用。但是，由于超级电容器是一个新兴的储能器件，它在应用中还有很多的问题需要解决，主要体现在以下三方面：n n（1）超级电容器自身技术问题目前的超级电容器在电能存储方面与电2024/7/9314.超级电容器在应用中面临的主要问题超级电容器在应用中面临的主要问题池相比还有一定的差距，因此怎样提高单位体积内的能量(即能量密度)是目前超级电容器领域的研究的重点与难点。n n（2）电参数模型的建立问题在某些领域，超级电容模型可以等效为理想模型。但是在军事应用中，尤其是在卫星和航天器的电源应用中，一些非理想参数可能会带来潜在的隐患，这是不可忽视的。2024/7/9324.超级电容器在应用中面临的主要问题超级电容器在应用中面临的主要问题n n（3）一致性检测问题 超级电容的额定电压很低(不到3V)，在应用中需要大量的串联。由于应用中需要大电流充放电，而过充则对电容的寿命有严重的影响，因此，串联中的各个单体电容器上电压是否一致是至关重要的。2024/7/9334.超级电容器在应用中面临的主要问题超级电容器在应用中面临的主要问题近年来，超级电容器在需要更高效更可靠电源的新技术领域中逐渐崭露头角。超级电容器产品正为各行业提供蓄能和输电解决方案，包括从移动电子到工业设备等各方面，如汽车、重型运输、可再生能源（风和太阳能）、后备能源、无线通信、消费和工业电子，应用范围非常广。2024/7/9344.超级电容器发展前景分析超级电容器发展前景分析尤其是随着新能源行业的发展，电动汽车已经成为全球汽车行业重点关注的领域，作为其关键部件核心动力储能设备的超级电容器也步入高速发展的阶段。超级电容器已成为改善传统电车缺陷，发挥其零排放、节能、低成本、低噪音等优点的一种先进的储能装置。2024/7/9354.超级电容器发展前景分析超级电容器发展前景分析超级电容作为一种储能大、充放电速度快、工作温度范围宽、工作安全可靠无需维护保养的储能系统，随着超级电容器技术的发展，它将逐步取代蓄电池，应用领域不断拓宽，必将推动技术的进步，取得更大的经济和社会效益。2024/7/9364.超级电容器发展前景分析超级电容器发展前景分析谢谢观看谢谢观看再见再见2024/7/937