电容器基础常识

 电容器基础常识

 1、额定电容量(Cn)

    电容器在20℃/50Hz下的设计电容量。

 

    2、额定电压(Un)

    对采用IEC60381-1/-2标准的电容器,仅指设计电容器时规定交流电压方均根值。

    对采用IEC61071标准的电容器,可分为:

    额定交流电压UNAC:设计电容器时所采用的反复波形的任一极性的最高运行峰值周期电压。

    额定交流电压UNDC:设计电容器时所采用的非反复波形的任一极性的最高运行峰值周期电压。其值应大于直流工作电压与纹波电压的峰值之和。

    若仅采用交流额定电压或直流额定电压,可用UN表示;若同时采用这两种额定电压,则需要UNAC与加以区分


   3、有效电压值(Urms)

   电容器在连续运行过程中允许出现的最大正弦交流电压的方均根值。


   4、纹波电压(Ur)

   单向电压的峰到峰的交流分量。


   5、非周期冲击电压(Us)

   由切换或系统中任何别的拢动所导致的峰值电压,此电压只允许出现有限次数,且每次持续时间的基本周期短。

 

   6、绝缘电压(Ui)

  设计电容器时规定的电容器端子对外壳或对地交流电压的方均根值。若未作说明,此绝缘电压等于额定电压除以√2。

 

   7、最大电流(Imax)

   连续运行时的最大电流的方均根值。


   8、最大峰值电流(Ipeak)

在连续运行中允许重复出现的最大峰值电流。其数值为:Ipeak=Cn*(dv/dt),其中dv/dt表示电压爬升速率,常用来代替Ipeak使用。

 

   9、最大冲击电流(Is)

   由切换或系统中任何别的拢动所导致的允许出现的峰值电流,此电流只允许出现有限次数,且每次持续时间应比基本周期短。

 

   10、串联电阻(Rs)

   在规定的运行条件下,电容器的导体部分的等效电阻。串联电阻随温度升高而增大,其电阻温度系数为0.004/℃近似公式为:Rs(T2)=1+0.004*(T2-T1)*Rs(T1)。

 

   11、等效串联电阻(ESR)

   一个有效电阻,当它和所探计的电容器的相等电容值的理想电容器时,在规定的运行条件下,该电阻的损耗功率将等于该电容器中耗散的有功功率。

 

   12、介质损耗因素(tgδ0)

   电容器的介质材料在额定频率下的损耗常数。聚丙烯薄膜的典型介质损耗因素为2*10-4。

 

   13、电容器的损耗因素((tgδ)

   在规定频率的正弦波电压作用下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率,其值为等效串联电阻和容抗之比。

 

   14、自感(Ls)

   电容器的内部结构或组成的原因所表现出来的电感。


   15、谐振频率(Fr)

   电容器阻抗成为最小的最低频率。其值为:

   Fr=1/(2π*√Ls*Cn)。

 

   16、额定频率(Fn)

   设计电容器进所规定的频率。

 

   17、运行温度(θcase)

   在电容器达到热平衡状态时的外壳最热点温度。

 

   18、最高运行温度(θmax)

   电容器可以运行的最高外壳温度。

 

   19、最低运行温度(θmin)

   电容器可以运行最低电介质温度。

 

   20、冷却空气温度(θamb)

   在稳定状态条件下,在电容器组最热区哉的两单元之间中途所测得的空气温度。

   如果仅涉及一单元。则指在电容器外壳10cm且距其基底2/3高度处所测得的空气温度。


   21、外壳温升△(θcase)

   外壳最热点温度和冷却空气温度之差。

 

   22、热阻(Rth)

   热阻表征的是电容器的发热功率每上升1瓦,电容器内最热点的温度在环境温度θamb的基础上升高的度数。

   Rth由内部热点到外壳的热阻Rthhc与外壳到环境的热阻Rthca两部分组成。

  

   23、绝缘电阻(IR)/时间常数(t)

  绝缘电阻为电容器充电一分钟后所加的直流电压和流经电容器的漏电流值的比值,单位为MΩ。时间常数为绝缘电阻和电容量的乘积,通常以秒表示,公式如下:

  T(s)=IR(MΩ*Cn(uF)

   一般情况下,绝缘电阻用于描述小容量电容器的绝缘特性,时间常数用于描述大容量(Cn≥0.33uF)电容器的绝缘特性。

   另外,对于1min内无法充满电的更大容量的产品,常选5min、10min,甚至更长时间作为充电时间,或者由供需双方协商决定。

 

   24、自愈性(SH),说明仅对金属化膜电容器

   电容器的电特性在发生局部电介质击穿后迅速而基本地恢复到击穿前的值的过程。

   金属化膜的金属镀层是通过真空蒸发的方法将金属沉积在薄膜上,厚度只有几十个纳米,当介质上存在弱点、杂质时,局部电击穿就可能发生,电击穿处的电弧放电所发生的能量足以使电击穿点邻近处的金属镀层蒸发,使击穿点与围极板隔开,电容器电气性能即可恢复正常。

 

   25、失效率(λ)

  表示元件在单位时间内发生失效的概率,数值上等于单位时间内失效的元件数与元件总数的比值。其单位为FIT(也写成Fit或fit),1FIT=1/(109小时)。

  举例:10000只元件在给定条件下工作10000小时出现了10只失效,则λ=10/(10000*10000)=100FIT。


使用金属化薄膜电容器的注意事项:

   1、工作电压

   薄膜电容器的选用取决于施加的最高电压、电压波形、电流波形、频率、环境温度(电容器表面温度)、电容量等因数的影响。使用前请先检查两端的电压波形、电流波形各频率(在高频场合,允许电压随着电容器类型的不同而改变,说细资料请参阅产品说明书)是否在额定值内。

 

   2、工作电流

   通过电容器的脉冲(或交流)电流等于电容量C与电压上升速率的乘积,即Ipeak=C*dv/dt。

   由于电容器存在损耗,在高频或高脉冲条件下使用时,通过电容器的脉冲(或交流)电流会使电容器自身发热而有温升,将会地热击穿(冒烟、起火)的凶险。因此,电容器安全使用条件不仅受额定电压(或类别电压)的限制,而且受额定电流的限制。

工作电流被认为是由击穿模式决定脉冲电流(峰值电流即由dv/dt指标所限制)各连续电流(以峰峰值或有效值表示)组成,当使用时,需确认这两个电流都在允许范围之内。

 

   3、电容器充放电

   由于电容器充放电电流取快于电容量和电压上升速率的乘积,即使是低电压充放电,也可能产生大的瞬间充放电电流,这可能会导致电容器性能损害,比如说短路或开路。当进行充放电时,请串联一个20Ω/V~1000Ω/V或更高的限流电阻,将充放电电流限制在规定的范围内。

   当多个薄膜电容器并联进行耐电压测试或寿命测试时,请为每个电容器串联一个20Ω/V~1000Ω/V或更高的限流电阻。祥见电容器标准。

   另外,在用手操作电容器之前必须对电容器进行充分放电,否则电容器内部残存的能量可能会对操作人员产生致命的伤害。



   4、电容器的燥声

   电容器嗡鸣声是由于电容器薄膜介质受到两电极间库仑力的作用,产品的振动而发出的声音。施加的电压和频率波形失真越严重,所产生的嗡鸣声就越大,但这种嗡鸣声对电容器不会产生任何破坏作用。

 

   5、阻燃性

   尽管在薄膜电容器的外封装中使用了耐火性阻燃材料—阻燃环氧树脂或塑壳,但外部的持续高温或火焰仍可使电容器芯子变形而产生外封装破裂,导致电容器芯子熔化或燃烧。

 

   6、贮存条件要求

   电容器不能贮存在腐蚀性的空气环境中,特别是存在氢化物、硫化物、酸、碱、盐、有机溶济或类似物质时。

   产品不能暴露在高温高湿状态下,必须保存在以下环境中(在不折开原包装的基础上):

   温度:不超过38℃;

   湿度:不超过80%RH,不允许有凝露;

   贮存时间:不超过24个月(从包装箱或产品本体上的日期开始)


应用线路图说明及波形的有效值换算关系

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线路说明

C1类电容器

(直流滤波电容器)

C2类电容器

(缓冲吸取电容器)

C3类电容器

(交流滤波电容器)

C4类电容器

(谐振电容器)

对应我司

的类型说明

CRCEDPDWDL

IRIEIB

DADWDP

IBXGWGPGB2

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