四个对比 搞清薄膜电容关键特性
由于薄膜电容以下特点，输入滤波电路中经常会用到薄膜电容： 01
薄膜电容对比其他类型的电容的优势
更低的寄生效应，
在温度和频率上表现出非常稳定
耐高纹波电流能力
自修复特性
图 1 薄膜电容结构（图片来源于yageo的r46系列 的数据手册）当有强制性的特殊安全要求时，该特性保证了整个产品工艺链的高可靠性。其他技术虽然也可以制造可靠的电容。但在制造后，如在pcb或设备安装过程中，可能会出现其他问题。此外，薄膜电容器的故障模式是容值下降或开路模式，这使得它们非常适合需要安全和可靠性的场合。然而，不同电介质材料的薄膜电容的特性，也会有所不同。比较全面不同介质类型的薄膜电容，其耐温表现以及高频应用下的表现都不一样。了解每种薄膜材料的优缺点，才能更好地找到适合项目的薄膜电容。 02
薄膜电容四种常见电介质材料对比
薄膜电容，常见的4种电介质材料： 简写 英文名 中文名
pet polyethylene terephthalate 聚对苯二甲酸乙二醇酯
pen polyethylene naphthalate 聚萘二甲酸乙二酯
pps polyphenylene sulfide 聚苯硫醚
pp polypropylene metallized 金属化聚丙烯
03
digi-key介电材料选择
在digi-key网站，可以根据产品的介电材料来选择合适的薄膜电容 digi-key薄膜电容（直插封装）
digi-key薄膜电容（贴片封装）
1
四种电介质材料特性对比：
材料 属性 pp pet pen pps
优势 在特定温度频率范围内，高电流、高电压稳定性 高容值密度高工作温度 高容值密度高工作温度 非常稳定精密公差高工作温度
限制 高温不适合 高频率不适合 高频率不适合 高成本
应用 交直流高功率脉冲x&y emi抑制 直流和交流低功率旁路、隔离耦合与去耦定时和滤波器 直流低功率旁路、隔离耦合与去耦定时和滤波器 直流低功率高温定时，过滤器振荡电路
（资料来源于yageo） 2
四种电介质材料属性数对比：
属性 pp pet pen pps
介电常数（1khz） 2.2 3.3 3 3
商业最小厚度（um） 1.9 0.7 1.4 1.2
df（%在1khz时） 0.02 0.45 0.33 0.05
tcc(dc/c)-55°c to +125°℃ +1,-3% -5,+12% -2,+3% ±1%
最低温度（°c） -55 -55 -55 55
典型最高温度（℃） 105 125 125 125
最大延伸温度（c） 125 150 200 20o
介电击穿（v/um） 400 280 300 220
熔化温度（c） 178 254 266 283
回流和多次回流 不适用 245 245-255 260
自恢复 高 中 中-低 低
典型工作电压 v/um 60-220 50-70 50-70 13-50
最大 dc 电压 2000 1000 250 100
（资料来源于yageo）
根据这个表格，可能会发现pet或许是电压、温度和介电常数最佳组合的材料。同时pet也是最常见的薄膜电容介电材料，耐高低温，我们也称他们为涤纶电容（polyester capacitor） 3
容值随温度频率的变化：
薄膜电容的容值受温度的影响。根据用作电介质的塑料膜的类型，容值得变化率会有所不同。 使用pps，容值几乎不会发生变化。对于pet，这种变化的特征是正温度系数，而对于pp，则是负温度系数。
图 3 不同材料薄膜电容，容值随温度频率变化 (图片来源于tdk)也有复合电容器使用具有相反热系数的材料组合来稳定电容。电容也会根据频率而变化，如下图所示。pps的一个特点是它的热特性和频率特性都很好。 4
tanδ随温度频率的变化：
tanδ反应的是电容电介质内单位体积中能量损耗的大小，tanδ越小，说明薄膜电容的品质越好。如何计算tanδ电容等效串联电阻（esr）是一个很重要的参数, 我们可以通过物料损耗角（δ）的相关信息来计算esr值。电容的总复阻抗在实-复数平面上表示为实数分量（esr）和复数（无功）分量的矢量和，用以表示“理想”电容（esr等元素在所有实际分量中均混合使用）。总阻抗与其复数分量之间的角称为“损耗角” (即tanδ )，该数值用于概括电容总阻抗的理想和非理想分量之间的比值。 根据tanδ，我们可以通过下面公式计算出计算电容esr。
更多内容参考：通过tan δ计算电容esrtanδ随温度频率的变化tanδ倾向于随着频率增加而增加, 但随着温度增加对于pp材质薄膜电容最不明显。图 4 不同材料薄膜电容，tanδ随温度频率变化 (图片来源于tdk)因此，pp材质薄膜电容适用于大电流应用。 小贴士：薄膜电容使用时的注意事项-额定电压
额定电压即恒定基础上施加到电容器的最大电压。额定电压可用于直流和交流。对于薄膜电容，直流和交流额定电压通常在几十到几百伏的范围内。用于电力系统的高压类型的交流电压额定值可以到几千伏或更高。
交流额定值是假定仅用于处理交流电流的电路中的电容电压。当用于交流时，如果施加的电压超过一定水平，则会发生电晕放电。持续电晕放电可能导致绝缘击穿。由于额定电压有随温度升高而下降的趋势，因此必须选择具有余量的电容。
我们以r74系列举例：
在r74数据手册中，我们可以看到，当温度超过85度时，额定电压每升一度，建议降低1.25%
高频电流或纹波电流会导致薄膜电容的自发热。通常温升可能会保持在5至10°c之间，但必须注意环境温度加上自加热温度不得超过电容器的使用范围。
5
最后总结一下：
介质材料 特性总结
pet 最常见的薄膜电容器。耐高温和低温，成本低。
pen 高容值密度，高工作温度。
pps 良好的耐热性和热特性，但价格较高。
pp 高绝缘电阻，低tanδ（损耗），适用于高电流，但耐热性稍低。
多年来，薄膜电容一直用作emi滤波器中的x和y 电容，并大量应用在工业和消费者应用中。了解不同材料薄膜电容特性，有助于更快地找到合适的薄膜电容。
更多有关电容技术的文章，请点击以下链接： 薄膜电容器的薄膜剥离了? 告诉你为什么和怎么办
薄膜电容的环境类别
为何电容标记为mfd或mfd，但我只能找到μf电容值？
电子元器件选型基础-电容
电容的测量
小编的话：
作为一种在消费和工业系统中广泛应用的元件，薄膜电容是一种性能优秀的电容器。要选用好薄膜电容，需要对其特性有着充分的了解。相信通过这篇文章的介绍，我们对薄膜电容器件的不同介质以及其对应的特性有了更多的了解。您对薄膜电容的介质、特性和选用有哪些心得和经验？欢迎留言，分享和交流！
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薄膜电容四种常见电介质材料对比
薄膜电容，常见的4种电介质材料： 简写 英文名 中文名
pet polyethylene terephthalate 聚对苯二甲酸乙二醇酯
pen polyethylene naphthalate 聚萘二甲酸乙二酯
pps polyphenylene sulfide 聚苯硫醚
pp polypropylene metallized 金属化聚丙烯
03
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在digi-key网站，可以根据产品的介电材料来选择合适的薄膜电容 digi-key薄膜电容（直插封装）
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1
四种电介质材料特性对比：
材料 属性 pp pet pen pps
优势 在特定温度频率范围内，高电流、高电压稳定性 高容值密度高工作温度 高容值密度高工作温度 非常稳定精密公差高工作温度
限制 高温不适合 高频率不适合 高频率不适合 高成本
应用 交直流高功率脉冲x&y emi抑制 直流和交流低功率旁路、隔离耦合与去耦定时和滤波器 直流低功率旁路、隔离耦合与去耦定时和滤波器 直流低功率高温定时，过滤器振荡电路
（资料来源于yageo） 2
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属性 pp pet pen pps
介电常数（1khz） 2.2 3.3 3 3
商业最小厚度（um） 1.9 0.7 1.4 1.2
df（%在1khz时） 0.02 0.45 0.33 0.05
tcc(dc/c)-55°c to +125°℃ +1,-3% -5,+12% -2,+3% ±1%
最低温度（°c） -55 -55 -55 55
典型最高温度（℃） 105 125 125 125
最大延伸温度（c） 125 150 200 20o
介电击穿（v/um） 400 280 300 220
熔化温度（c） 178 254 266 283
回流和多次回流 不适用 245 245-255 260
自恢复 高 中 中-低 低
典型工作电压 v/um 60-220 50-70 50-70 13-50
最大 dc 电压 2000 1000 250 100
（资料来源于yageo）
根据这个表格，可能会发现pet或许是电压、温度和介电常数最佳组合的材料。同时pet也是最常见的薄膜电容介电材料，耐高低温，我们也称他们为涤纶电容（polyester capacitor） 3
容值随温度频率的变化：
薄膜电容的容值受温度的影响。根据用作电介质的塑料膜的类型，容值得变化率会有所不同。 使用pps，容值几乎不会发生变化。对于pet，这种变化的特征是正温度系数，而对于pp，则是负温度系数。
图 3 不同材料薄膜电容，容值随温度频率变化 (图片来源于tdk)也有复合电容器使用具有相反热系数的材料组合来稳定电容。电容也会根据频率而变化，如下图所示。pps的一个特点是它的热特性和频率特性都很好。 4
tanδ随温度频率的变化：
tanδ反应的是电容电介质内单位体积中能量损耗的大小，tanδ越小，说明薄膜电容的品质越好。如何计算tanδ电容等效串联电阻（esr）是一个很重要的参数, 我们可以通过物料损耗角（δ）的相关信息来计算esr值。电容的总复阻抗在实-复数平面上表示为实数分量（esr）和复数（无功）分量的矢量和，用以表示“理想”电容（esr等元素在所有实际分量中均混合使用）。总阻抗与其复数分量之间的角称为“损耗角” (即tanδ )，该数值用于概括电容总阻抗的理想和非理想分量之间的比值。 根据tanδ，我们可以通过下面公式计算出计算电容esr。
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交流额定值是假定仅用于处理交流电流的电路中的电容电压。当用于交流时，如果施加的电压超过一定水平，则会发生电晕放电。持续电晕放电可能导致绝缘击穿。由于额定电压有随温度升高而下降的趋势，因此必须选择具有余量的电容。
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5
最后总结一下：
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pet 最常见的薄膜电容器。耐高温和低温，成本低。
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pps 良好的耐热性和热特性，但价格较高。
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