电容
上两篇文章写了电阻的常见类型和用法，下面写一下电容的常见类型。
什么是电容呢？百度百科的定义如下：“两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。”
高中物理讲解电容的时候，一般都用圆形的平板电容作为例子，讲解电容的原理，计算电容的容值。实际应用中的电容，原理跟平板电容是一样的，但外形和材质就很不同了。
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条录如下：
1.1平行板电容
1.2片式陶瓷电容
1.3薄膜电容
1.4铝电解电容
1.5钽电容
1.6超级电容
1.7可变电容
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1.1平行板电容
我想找找有没有实际应用场景，淘宝却发现好像只有物理教学用的平行板电容器。
物理教学演示用的平行板电容器
有些旧式的收音机内部的可变电容，也是平行板，做成了多级并联，缩小了体积，增大了电容容值。
多个平行板并联的可调电容器
1.2片式陶瓷电容
在实际的电子产品中，应用得最多的就是多层片式陶瓷电容，英文缩写是MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors），经常也叫做贴片电容。
片式陶瓷电容
贴片电容其实很类似平行板电容，都是用多层的平面结构并联在一起产生较大的电容。
找到两篇专门介绍的文章，有兴趣的可以看看。
MLCC片式多层陶瓷电容器基础知多少_手机搜狐网m.sohu.com
陶瓷材料｜MLCC片式多层陶瓷电容器应用及制作工艺介绍_手机搜狐网m.sohu.com
片式电容跟贴片电阻类似，经常用封装大小来称呼、有最大电压降额的要求、有温度特性、有精度等级等。但跟贴片电阻不同的是，贴片电容的封装会影响其频率特性，对于某些特殊场合，可能需要指定其封装大小，贴片电容的材质也有很多分类，也需要仔细选择。
随着芯片集成度越来越高，很多芯片将CPU、内存、基带、显存等都集成在了一片SOC芯片上，不仅如此，还将可以集成的外围电路都放了进去，但只有电容没法集成。
使用半导体芯片的生产工艺，可以轻松的将电阻通过半导体工艺的方式放入片内，虽然电容也可以用类似的工艺集成进去，但电容的容值基本跟体积是正相关的，芯片内部集成得到的电容无法满足电源和接口的需求，从成本上讲，只能将电容器放在SOC的外部。
大家都知道高端芯片贵，低端芯片便宜，但其实电容也非常贵，一块普通的电子产品的单板，电容成本可能会高达15%。一个电阻可能1分钱一个，但一个电容却要1毛甚至1元一个。
1.3薄膜电容
薄膜电容跟多层片式陶瓷电容没有本质的区别，内部都是多层并联结构，但薄膜电容的频率特性好，在低频和高频都有稳定的容值。很多模拟电路在高频段经常使用薄膜电容。
常见薄膜电容外形
我遇到过一个电容的应用场合，滤波器使用了片式陶瓷电容，当电机工作时，滤波器会发出尖锐的声音。使用音频设备测量后，发现声音频率跟电机的IGBT开关频率一致。这说明陶瓷电容确实在正确的频率上滤除了干扰，但由于陶瓷电容自身的压电效应，反而导致电容高频振动发出了啸叫声。确认问题之后，把陶瓷电容更换为了薄膜电容，啸叫问题随之解决。
很多老旧的电器都会发出声音，一部分是因为电容的压电效应，还有一部分是电感线圈的电动力效应，随着电力电子技术的发展，对于电容容值和电感感值的需求降低，电容电感本身的工艺提升，体积下降，电器的啸叫问题基本都消失了，只剩下散热风扇叶片的呼呼声挥之不去~
1.4铝电解电容
片式陶瓷电容一般的容值从1pf到1uf都有，如果想要再大，就会变得很贵，10uf的陶瓷电容可能就得1元一个了，而100uf的片式电容就买不到了。人们这种时候就会选择体积较大的铝电解电容。
贴片式铝电解电容
直插式铝电解电容
大容值的电容，一般会用于电机驱动器等需要大功率输出的场合，这些电器需要使用电容来稳定电机母线的电压，使得电机在启动停止时的大功率输出输入能够正常工作。我见过的驱动器使用了多个330uF的铝电解电容并联，巨大的电容几乎是板子上最标志性的存在。
铝电解电容，跟陶瓷电容的区别在于：
1、容值分布范围，陶瓷电容容值小，铝电解电容容值大，我见过的最大的容值是3300uF；
2、体积不同，铝电解电容体积很大，一般都是几厘米级别的圆柱形
3、铝电解电容是需要区分正负极使用的，如果电压反向，铝电解电容会立即损坏，反向电压过大甚至会发生爆炸，圆柱形铝电解电容的顶部有十字的凹槽，就是为了在电容爆炸时尽早泄放压力，防止爆炸产生的电解液喷溅或碎片伤人；
4、电解电容的使用寿命只有几年，电解液会在使用过程中不断减少，导致电容容值明显下降，温度越高，工作电压越不稳定，寿命越短，一般正常使用的话，1年下降10%左右；
5、电解电容有直流电阻分量，存在静态的功率消耗；
6、电解电容的等效阻抗和瓷片电容不同，对于某些场合需要谨慎的计算。
1.5钽电容
钽电容全称钽电解电容，跟铝电解电容一样，有正负之分，反接会导致损坏甚至爆炸。钽电容不像铝电解电容的体积那么大，但容值体积比很大，可以在5-10mm的尺寸做到几十uf，缺点就是比较贵。在需要大电容，同时看重体积的场合，才会使用钽电容。
钽电解电容
钽电容的外形和颜色比较特别，一般都是长方形的贴片封装，边缘有横杠丝印的一侧表示正极的方向。铝电机电容则是在负极一侧有特殊的丝印。
1.6超级电容
近年出现了量产的超级电容，外形跟铝电解电容一样，但容值远超一般的电容，一个2cm高1cm直径的圆柱形，其容值可以达到1F，容值体积比可以到铝电解电容的1万倍。当然相应的价格也很贵，一个1F的电容大概是1-2元的价格。
超级电容的缺陷也很明显，耐压值较低，等效串联电阻稍大，最大允许瞬时电流稍小。
超级电容的规格
因此超级电容的应用场景也很明确，一般都用于能量储存的场合，类似于电池的应用。电容的储能利用的是物理原理，不涉及电池的化学转换过程，能量转换效率相当高，缺陷则是能量储存需要经过DC/DC或者Boost之类的电源转换芯片，毕竟超级电容在释放能量时电压会不断下降。
我使用超级电容搭建过一个数字电路的掉电保持电路，3个1F的超级电容串联，用于5V电压的掉电保持，使得3.3V的次级电压能够在掉电信号触发后保持1秒左右。我使用的是降压DC/DC，如果使用降压和升压一体的电源转换芯片，保持2秒也是可以做到的。
下面的附件是MAXWELL TECHNOLOGY公司的超级电容规格书，感兴趣的同学可以下载来看看。吐槽一句，MAXWELL TECHNOLOGY已经被特斯拉收购了，为了专供特斯拉，原本的部分超级电容生产线都被砍掉了，超级电容技术还是很厉害啊。
1.7可变电容
可变电容的应用场合比较少，我知道的只有关于收音机一类的需要通过可变电容调谐，选择频段之类的应用。
以前可变电容是通过并联的多个平板来实现的，现在可变电容通过材料的更新换代，也变成了体积很小的贴片器件。
可变电容器
有些芯片的引脚功能可以串接一个电容，通过判断电容的容值，实现不同的效果，而有些RC振荡电路，也可以通过不同的电容值，实现不同的定时效果。
如果产品在调试阶段，或者某些定时应用需要调节电容的容值，也可以考虑使用可变电容。
才疏学浅，欢迎大家吐槽~
下一篇文章再写写关于电容在一般电路中的应用~