电容是工控电路板中使用量仅次于电阻的元件。根据常见工控电路板的特点，下面将电容分为铝电解电容、钽电解电容、瓷片电容、薄膜电容、固态电容、法拉电容（超级电容）加以介绍。

　　电容容量基本单位是F（法拉），相对来说，F是一个很大的单位，常用的电容单位是mF(毫法)、uF(微法)、nF(纳法)、pF（皮法），千进制单位，换算关系如下：

　　电容的基本参数有容量、耐压、温度及精度。铝电解电容的电容量相对比较大，表面有足够的空间便于印刷字符，所以一般直接用数值标识，如0.1uF，220uF，1000uF等，耐压和温度范围也会在印在电容外壳表面。大多数薄膜电容、瓷片电容、钽电解电容因标注空间有限，会使用类似贴片电阻上的标识方法，即第一、第二位表示数字，第三位表示倍率，单位是pF，如103表示10000pF，224表示220000pF，有些会直接用nF单位表示，如10n，33n。小于100pF的插件瓷片电容会在上面直接标注数值如33,22等。片式瓷片电容及独石电容一般不会在上面标注容量，我们要知道其容量只有拆下使用电容表、LCR电桥测量。薄膜电容通常会在容量标注后带一个字母，对应不同精度等级，其表示意义是：

　　铝电解电容是将铝质圆筒状外壳作为负极，内部装有液体电解质，正极由铝带连电极引出。经过直流电压处理后，在正极铝带上形成氧化膜介质，如图2.2所示。铝电解电容容量可以做得很大，而且相对廉价，在低频滤波场合应用较多。

　　铝电解电容的容量从零点几微法到几万微法，耐压从5V到630V都算常见。电解电容的容量误差不会特别标出，一般都是20%。

　　铝电解电容会在外壳表面印刷容量、电压、工作温度范围等信息，另外铝电解电容的负极会特别标注，焊接安装时注意极性，不要接反。另请注意：贴片安装的铝电解电容的容量数字是直接读取的，如470表示470uF,100表示100uF，这和电阻的标注不同，要注意区分。还有些电解电容的电压标注是用生产厂商的代码，选型时须要注意。

　　因为铝电解电容的制造工艺特点，实质应用中，我们不能将电容看成理想电容器，要考虑的不仅仅是电容的电容特性，还要考虑电容的ESR（串联等效电阻）和ESL（串联等效电感）以及漏电流等参数和特性，半岛全站如图2.4所示。所谓ESR，就是实际的电容器相当于理想电容器和一个电阻的串联。本来电容只是充电和放电，是电荷的“搬运工”，是不损失能量的，而电阻是消耗能量的，充放电时电流流过等效电阻，会造成电荷的损失，相当于水池漏水，必然会造成电容供给后级电荷不足，影响电路工作，同时，电流通过ESR会发热，影响电容使用寿命。实际的电容器还有一定的电感特性，对交流电压电流具有阻碍作用，频率越高，作用越明显，因此对电路高频成份的滤波效果不理想。另外，铝电解电容还存在一定的漏电流，电压越高，温度越高，漏电越明显。

　　基于以上因素，电路设计者会在铝电解电容上并联滤除高频成分的薄膜电容、瓷片电容等之类的小容量电容，不同电容，“齐心合力”才可以滤除不同频率的干扰。

　　铝电解电容电解液的挥发不可避免，所以，铝电解电容几乎都会失效损坏，只是时间问题，短则数年，长则十多二十年，视乎电容品质和工作环境。

　　正常工作情况下，影响铝电解电容寿命的最大因素是温度。每增加10℃，电容的寿命减半。另外，温度也影响电容量，一般情况下，电容量随着温度增加而增加。如图2.5所示，是几种类型电容的容量-温度变化曲线，可以看到钽电容和聚酯电容的容量-温度变化曲线比较平坦，而铝电解电容的容量-温度变化曲线相对陡峭很多。尤其失效的铝电解电容，随着温度变化，容量有更加明显的区别，这可以解释很多由铝电解电容失效引发的故障。通常是机器冷机不开机，通电一段时间后才可以开机，这往往是铝电解电容失效导致的问题。因为电容在常温时容量已经严重不够，使得电路滤波不好，直流供电不稳。通电一段时间后，电容内部电解液温度上升，电容量也随之上升，电容的滤波效果又有所改善，尚可满足电路工作条件，从而电路又可以正常工作了。

　　变频器或伺服驱动器母线上的滤波电容，如果失效，容量下降，会导致欠压或者过压报警。因为电容容量下降失效，宛如水池容积变小。池塘蓄水量不够，放出少量水，就容易水位下降，注入少量水，水位就容易上升，同理，电容电荷储存能力不够，母线向驱动供电，放掉一些电荷，电压就容易迅速跌落；如果制动，电机做功向电容回充，电容电压也就容易迅速抬升。

　　有些铝电解电容损坏明显，从外观上就可以看出有鼓包或漏出电解液的现象，如图2.6所示。半岛全站注意维修时，除了更换损坏的电容外，也要检查电解液漏出对电路板其它元件和线路板铜箔连线的影响。电解液会导电，会腐蚀线路，应使用洗板水和刮刀彻底清理电路板上电解液残留。

　　很多维修人员会想到使用万用表或电容表来检查电容，通过观察电容量是否符合来判断失效与否。但是这种方法是有局限性的，容量下降明显的电容，当然可以甄别，而某些电容，使用万用表和电容表测试，容量并无异常，然而最终还是换掉当事电容后电路才好，这是为何？因为万用表和电容表是给的直流测试电流，电容在不同频率下的充放电特性，并不能体现出来。万用表或电容表测试的只是电容量这个单一的参数，而数字电桥测试参数还包括电容的损耗（D值），ESR等半岛全站平台，这些参数也直接与电容是否失效相关。

　　对电容的测试推荐使用LCR数字电桥或VI曲线测试仪。因为数字电桥或VI曲线测试仪输出的测试信号是正弦波交流信号，这可以完全模拟电容的工作状态。

　　如图2.9所示实际电容的阻抗相量图，虚部Xc表示容抗，实部R表示电阻值，电阻R就是与损耗相关的ESR，R与容抗Xc的比值损耗因数D越大，表示电容的损耗越大，损耗达到一定程度，电容便会失效。对电容来说，Xc=1/(2πfC)，频率f越高，Xc越小，损耗因数D越大，D值是随频率变化的一个参数半岛全站平台。所以在测试相关电容参数时应该选取该电容实际工作针对的滤波频率。

　　电容的损耗因数是内部的漏电电阻Rp、串联等效电阻ESR、串联等效电感ESL的综合影响。铝电解电容工作在低频状态，串联等效电感可不予考虑。因此，数字电桥测试铝电解电容时，应选择100Hz，通常D值应＜0.1，如果＞0.2，则判定该电容损坏，很有可能电路故障就是该电容导致的。如果0.1＜D＜0.2，则说明该电容损耗偏大，但可能还不足以引发问题，建议最好更换。

　　从实际维修情况统计来看，品牌好的电容如NICHICON RUBYCON等牌子电解电容一般要10年以上才出问题，而较差牌子三五年就出问题。铝电解电容在代换时，须注意耐压的降比使用，应至少留足15%的耐压裕量。如24V电源使用25V耐压的电容，短时间应该不会出现问题，时间一长，问题就会显现，电容寿命会大打折扣。铝电解电容是有极性电容，要注意电容极性千万不可接反，否则会有爆炸危险，特别是高电压电解电容，接反后通电的爆炸威力会让人心有余悸。铝电解电容会在外壳上将负极特别标注，代换时须对照电路板上的正负极性，有些德系工控电路板不会在PCB板上标注极性，拆卸更换之前须做好标记，以免更换再焊接时弄错，如果确实忘记做标记，也可以根据电路上电容管脚的连接情况分析正负方向。

　　钽电解电容使用稀土元素金属钽形成的五氧化二钽氧化膜作为介质，在工作过程中，具有自我修补的电化学特性，因为没有液态电解液，较之铝电解电容具有非常优异的性能，接近理想电容的特性。

　　钽电解电容具有非常小的ESR,ESL,寿命长，耐高温，精度高，滤除高频谐波特性好，可以做到小型化。但其固有的工艺特点也决定了它的一些缺点。钽电解电容的电容量和耐压不可以做到很高，一般常见的容量在零点几微法到数百微法之间，耐压在5V到63V之间。因为较小的ESR和ESL,钽电容在电压加载瞬间，电流冲击比较大，这会造成钽电容击穿短路，我们在维修过程偶有碰到击穿短路的钽电解电容。另外，由于使用了稀土元素金属钽，钽电容的成本要比铝电解电容贵很多。

　　钽电容电容量有些会使用直标法，有些使用和电阻一样的数值X 10n的方法，单位是pF，例如476表示47X106pF=47uF。

　　钽电解电容也是有极性电容，厂家会在电容正极一端特别标注，这一点和铝电解电容在负极特别标注刚好相反，初学者容易混淆，要特别注意。详细的表示方法见图2.12.

　　钽电容损坏机率非常小，维修针对钽电容的D值测试没有太大意义，钽电容的Ｄ值基本不会偏大。维修中碰到钽电容损坏，要么是外观炸裂，要么是电容两端短路。所以只要使用万用表通断档测试钽电容两端就可判断是否损坏。

　　瓷片电容使用陶瓷做介质，其上凃覆一层金属薄膜，经高温烧结引出电极而成。瓷片电容容量稳定，绝缘性能好，耐高压，但容量小。

　　贴片封装的瓷片电容表面不会印字，实际电容量须拆下电容测试才知道。很多维修初学者会疑惑，如果电容量发生变化，如何得知？其实大可不必考虑这些问题。工业电路板检修统计，瓷片电容特别是贴片封装的瓷片电容，偶有短路损坏，电容量发生变化的基本还没有碰到过，那么检修方法也就和测试钽电容差不多，万用表通断蜂鸣档测试，蜂鸣器响起，再拆下瓷片电容进一步确认即可。至于测试到电容确实有短路的，此时当然也不好测试电容的容量，因为短路了电容量测试不出来，这时候就需要通过以下方法弄清楚电容量了：1.参考相同电路板上相同位置的电容，取下测值；2.参考电路板上完全一致的电路上的电容，取下测值；3.参考典型电路（如芯片数据手册公版图给出的电路）取值，例如电源管理芯片的振荡电容和电阻的组合决定频率的计算公式可以推定一下电容量；3.如果是并联在芯片电源端的去耦电容，容量大小可以很宽，从10nF~100nF都可以，甚至不要，对电路的影响也不大。

　　瓷片电容的耐压问题，一般没有特别说明，用在数字电路或普通模拟电路的电容耐压都在50V以上，所以不用特别担心电容耐压。而高压瓷片电容都有特别标注，如果更换，按照原来耐压选择即可。

　　独石电容，也称MLCC是片式多层陶瓷电容器英文缩写.(Multi-layer ceramic capacitors)，有着不少优良的性能，近年来随着元件小型化及手机等消费类电子产品的快速发展而产量剧增。

　　薄膜电容是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容（又称Mylar电容），聚丙烯电容（又称PP电容），聚苯乙烯电容（又称PS电容）和聚碳酸电容。随着工艺改进，在塑料薄膜上真空蒸镀一层很薄的金属作为电极，可以省去金属箔的厚度，便于电容的小型化。图21是各种薄膜电容器。

　　固态电容全称固态铝质电解电容，使用了与普通铝电解电容不同的介电材料。普通电容使用电解液，而固态电容使用导电性高分子做为介电材料，因而较之普通铝电解电容具有很多优良特性，如环保，温度特性优良，频率特性好，寿命长，低ESR，不会爆浆、爆炸等等。所以固态电容在仪器仪表、电脑主板及数码产品中已经得到大量应用。但固态电容的耐压不可以做到很高，这限制了它的应用范围。

　　电容代换时除了要电容量一致以外，还须注意原电容上标注的耐压和温度，一定要使用同级或更高级别的耐压和温度等级的电容来代换原电容，同时注意电容的安装尺寸。有时候手头没有合适电容，应急使用也可以采用电容串联或并联的方式，注意串联两个电容，理论上耐压可以比原来单个电容耐压低，但是即使一模一样的电容串联，可能因为电容电压分布不均匀而导致某一个电容实际电压超出，所以尽量采用和原来电容一样耐压的电容串联。