《液晶显示器和液晶电视维修核心教程》——2.2 电容类
本节书摘来自异步社区《液晶显示器和液晶电视维修核心教程》一书中的第2章，第2.2节,作者： 田佰涛 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
2.2 电容类
本节从维修实用的角度出发，主要介绍了电容的识别、分类、参数、作用、好坏判断及代换等相关知识，目的使读者对电容这个最基本的电子元件有个详细了解。
2.2.1 电容的识别
电容的定义：能够储存电荷的一种电子元器件叫作电容。电容简单来说就是可以存电，电容在电路中一般用“C”表示。
维修中常见的各种电容如图2-18所示，可以看到，它们形状各异，各式各样的都有，不同的样式除了其材料和侧重的功能不同，还有一个原因就是厂家的不同及对安装位置的要求不同，因此就出现了图中形形色色的电容。
2.2.2 电容的分类
电容的分类，在电子学中会分得很细，很多种，但是实际维修中，从实用的角度出发，电容主要可以分为有极性和无极性两类。有极性就是指有正、负极之分的电容，无极性就是无正、负极之分的电容。从制作材料上来分，电容又可以分为很多类。
1．有极性电容
有极性电容如图2-19所示，有极性电容见得最多的就是电解电容，因为它里面的介质含有电解液，因此而得名。对于新的电解电容，一般长腿为其正极，短腿为其负极，将电容旋转一圈，标有“+”一端对应的脚为正极，标有“−”一端对应的脚为负极。一定要注意，长腿为正，短腿为负的判断方法只适合于新电容。如果是一个旧电容，它的两个腿会一样长，或者一只新电容的长腿被人剪去变成了短腿，它仍然是正极，这些情况都要注意区分。
有极性的电容是绝对不允许装反的，装反后上电，短时间内电容就会爆炸，甚至会危害到维修人员，切记！
电解电容最多的损坏方式就是鼓包，因为它的内部含有电解液，电解液在高温下很容易干枯，一旦电解液干枯后，电容发热会变得很严重，时间长了，就会鼓包。容易鼓包的电容一般都离散热片很近。图2-20所示就是液晶显示器电源板上最容易损坏的电容，该电容损坏后，一般会出现不开机、电源灯闪、开机半小时候后才会亮等故障。
2．无极性电容
无极性电容，就是没有正、负极之分的电容，这种电容在电路板上安装时不需要考虑正、负极，任意安装即可，并且在电容体上，也看不到其正、负极的标识。图2-21所示就是一些无极性电容，这类电容颜色一般是米黄色或浅灰色，两端有银白色的焊点，多分布于液晶显示器的驱动板中，主要做信号之间的传输。
表2-5列举了各种常见电容的结构和特点，这些知识点主要用于扩展对各种材料作成的电容做进一步了解，不需要记忆，只需要了解即可。
2.2.3 电容的参数
电容的参数指标主要有标称容量和允许误差、额定工作电压、绝缘电阻、介质损耗等，在实际维修中，我们一般只需要用到它的两个参数，那就是容量和耐压。
1．电容的容量
电容容量的定义：电容两端的电压每升高1V需多存入的电量叫容量。如图2-22所示，电容C1和C2具有不同的容量，当它们电压都位于2V的时候，C1中的电量为X，C2中的电量为Y，当它们两端的电压上升到3V的时候，C1多存入的电量为X1，C2多存入的电量为Y1，很明显，Y1要比X1大很多，所以C2的容量比C1大。
电容容量的单位是法拉，字母表示是“F”。法拉是一个比较大的单位，一般见不到法拉级的电容，一个法拉级的电容跟一个啤酒瓶差不多大小，我们常用的是比法拉小的μF、nF和pF，它们之间的换算关系是：1F=106μF，1μF=103nF，1nF=103pF。这里需要注意的是，F和μF之间是106关系，其他都是103。
2．电容的耐压
耐压是指电容允许工作的最高电压，超过该电压，电容就会损坏，严重时可能爆炸，所以，选择电容时，尽量选择耐压高一点的，电容耐压值一般是其正常工作电压值的两倍，如液晶显示器12V电源的滤波电容，我们一般会选择耐压值为25V的电容。
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2.2.4 电容参数的标识方法**
电容参数的标识方法主要有3种，分别是直标法、三位数标法和小数点标法。
1．直标法
直标法是指直接在电容体上标出它的耐压和容量。如图2-23所示，可以看到，这是一个耐压值为450V，容量为150μF的电容。该电容是液晶显示器电源板上最大的一个电容，该电容损坏后，会导致图像闪烁，并且电源会发出啸叫声，严重损坏时会导致整个液晶显示器不工作，如果220V的供电错接成380V，该电容必坏！
直标法适合体积比较大的电容，一般是有极性的电解电容，因为只有体积大才有可能将这些参数印刷在上面。如果一个电容的体积非常小，用肉眼观察都非常困难的话，那么就算上面标了型号，也是很难看到的。
2．三位数标法
三位数标法是指在电容体上用一个3位数来表示它的容量。如图2-24所示，它标有124，它的意思是该电容容量为12×104=120000，它的单位是pF，也就是120000pF= 120nF，124后面的“J”代表其误差，这个不需要考虑，后面的“250”代表耐压值是250V，其他的标识就没什么用处了。一定要注意，三位数标法的电容，它的单位统一是pF，采用这种标法的电容一般是无极性电容。
3．小数点标法
小数点标法是指在电容体上用小数点数字的形式标识其参数。采用这种标法的电容一般是容量比较小的电容。如图2-25所示，0.15代表它的容量是0.15μF，容量标值后面的“Ⅱ”代表其误差级别，“630V”代表其耐压值是630V。另外需要注意，小数点标法的电容，它的单位一律是μF。
需要注意，在电子产品实际维修中，没有标耐压值的电容，其耐压值一般是50V。还有一些电容，由于体积过小，电容体上并没有任何标识，如图2-26所示，这类电容的测量及代换则要通过其所应用的电子产品的电路图来判断。
2.2.5 电容的作用
电容的作用有很多，电容也是电子产品中最常见的电子元件之一。它在电路中主要有滤波、耦合、储能、谐振、延时等作用，其中用的最多的是滤波功能。
1．滤波
滤波，主要是用来滤除电源中的干扰，也就是我们通常所说的电压不稳。电容滤波原理如图2-27所示，（a）中展示的是12V直流电源电压的时间与电压坐标图，（b）中展示的是对12V进行滤波的两个容量完全不同的滤波电容，（c）中展示的是12V直流电经过电容C1滤波后的效果图，（d）中展示的是12V直流电经过电容C2滤波后的效果图。
原理分析：当电源电压稳定不动时，滤波电容在这里几乎没什么作用，当电源电压瞬间升高时，如12V升到了15V，我们以电容C1为例，其电压值也要相应升高，但电容两端的电压要升高，需要多存入很多的电量，在存入电量使电压逐渐升高的过程中，由于此时电压瞬间升高只是个脉冲波，它的时间很短，所以电容两端的电压还没有来得及从12V升高到15V，而电源部分的电压又降回了12V，因此，在C1电容上的电压刚刚升高了一点点（如升高到了12.1V）又被变成正常的12V，它在这里就起到了一定的滤波作用。而由于C2的容量比C1大很多，因此它电压每升高1V，需要多存入比C1电压每升高1V更多的电荷。因此，同样的一个脉冲，在C2上表现出来的电压变化就会更小，这就是它的滤波原理。电压降低也是同样的原理，大家可以自行分析一下，图2-27中的（a）图电压经过电容C1滤波后，电压曲线如图2-27中的（c）所示，图2-27中（a）图电压经过电容C2滤波后，电压曲线如图2-27中的（d）所示。
电容滤波原理可以想象成汽车的减震，小电容滤波就是普通的减震，大电容滤波就是高级减震，拖拉机和宝马的减震是不一样的，从滤波的角度上来分析，电容越大越多越好。
在一个电路中，为了达到比较好的滤波效果，一般都会并装很多电容，大家可以想一下，很多电子产品电路中就有很多这样的电容，如图2-28所示。
2．耦合
电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。当然，耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合两种。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级的工作点的调整复杂，相互牵连。为了不使后一级的工作点受前一级的影响，就必须在直流方面把前一级和后一级分开。同时，又能使交流信号顺利的从前一级传给后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或变压器传输来实现。它们都能传递交流信号同时隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件；大信号或强信号的传输，常用变压器作为耦合元件。
3．储能
电容的储能应用最多的就是照相机的闪光灯电路。在照相机内安装一个容量足够大的电容，然后将其充满电，在拍照的瞬间，将其放电，就会得到一个很高的能量，来驱动闪光灯的灯泡，使其发出强光，以达到背光补偿的作用。
4．谐振
电容的谐振作用是指它在与电感构成的LC并联谐振回路中所起到的关键性的作用。其振荡频率由电容的容值与电感的感抗值通过相应的计算公式得到。当一个电容和一个电感组合在一起的时候，通过调整它们的参数，可以得到一个谐振电路，用来选通信号。
5．延时
电容延时最常见的电路就是复位电路。当一个电压经过一个电阻然后连接一个延时电容后送往一个特定的电路复位脚时，当电压到来后，由于电容充电需要时间，因此该电压就会有一定的延时后才会送到芯片，从而实现在芯片上电的瞬间，该脚会保持一个低电平，从而得到了复位信号的作用。
2.2.6 电容的测量及好坏判断
电容的测量及好坏判断，同样也是需要用到万用表。万用表测试电容首先要将挡位开关拨到电容挡区内，一般是“F”标志的区域。
万用表的红、黑表笔一般是不能直接测试电容的。常见的测电容有两种方式。第一种是通过专用的电容测量插孔。如图2-29所示，CX插孔就是专门用来测试电容的地方。第二种是调换表笔线。如图2-30所示，CX之间代表测试电容时，需要将红表笔（右边的为红表笔）调过去，也就是说，红、黑表笔接中间两个孔，这样当选好电容测试挡位后，就可以直接用表笔线测试了。
我们以一个具体的电容为例，来详细介绍一下这两种测试方法的具体操作步骤。我们选一个电容，如图2-31所示，可以看到，这是一个标称参数为容量0.15μF，标称耐压为630V的无极性电容，我们主要测试它的容量。
具体操作步骤如下。
第一步：电容测试容量前，一定要先对其进行放电以防止损坏万用表。容量不大的电容可以直接短一下正负极，容量大的电容，两脚之间需要加电阻放电。
第二步：选择挡位区间及量程。要测量电容，首先要选测试电容的挡位区间，然后再选量程，量程应选择比其实际标称容量稍大一个的挡位，过大或者过小都会导致测试不准确或者直接测试不到。因被测电容标称容量为0.15μF，因此，我们需要选择2μF量程的挡位，如图2-32所示。简述步骤：①挡位开关要选择在电容测量的“F”范围内；②要选择最大量程比被测电容标称容量稍大一点的挡位；③要调对表笔线使其能正常测试电容。
经过实际测量，这个标称容量为0.15μF的电容，其实际容量为0.143μF，如图2-33所示。实际测量结果已非常接近标称值，因此，我们可以判断它是好的。
接下来，我们再用另一块万用表重新测量它的容量。另一块万用表测量电容的方法是，将电容插到其自带的电容测试插孔内，如图2-34所示，它测得的该电容的容量是0.12μF。由于这块万用表的档次比上面那块稍微差了一些（上面那块是恒达维修连锁为学员定做开发的高精度万用表），所以它的误差偏高，但也可认为是正常的。电容如果损坏到使电路不能正常工作，一般容量都会低于其标称的1/2以下。
2.2.7 电容的代换原则
电容的代换原则主要有以下两点。
（1）耐压值不低于原来：耐压值是电容很重要的一个参数指标，耐压值选得低，不只是电路无法正常工作，严重时很有可能会使电容直接爆炸，所以，电容代换时，耐压值一定等于或者大于原来的电容。
（2）容量和原来接近：如果不是对电容的容量要求特别高的场合，一般选差不多的就可以，特别是用于滤波电路的电容，大点小点关系不大，当然，有一样的尽量选一样的，实在没有一样的就选接近的。如果是振荡电路中的电容，则要选择完全一样的容量，否则会影响电路的振荡频率。