薄膜電容器基本知識(customer)

1、2021-11-24法拉電子技術中心1薄膜電容器基礎知識潘啟平2021-11-24法拉電子技術中心2培訓主要內容 一、基本概念二、表征電容器的特性參數三、電容器的選用 2021-11-24法拉電子技術中心3一、基本概念1、標稱容量與允許偏差電容量的單位單位：F、F、nF、pF。 1F=106F=109nF=1012pF 1F=103nF=106pF 1nF=103pFn三位數表示法：ABC=AB10CpF。如:104、223n符號法：4p7、3n3、15n、68 最常用的偏差等級有：J 級（5%）、 K級（10%）、 M級（20%）法拉電子技術部4一、基本概念 電容器的分類按介質分類：有機介質

2、電容器 塑料薄膜、紙介、漆膜、復合介質 PET、OPP、PEN、PPS、PS、PC無機介質電容器 瓷介、云母、玻璃膜及玻璃釉 高頻瓷、 鐵電瓷、 半導體瓷電解電容器 鋁電解、鉭電解、鈮電解 液體鋁電解、固體鋁電解、無極性電解目前主要產品有陶瓷電容器、塑料薄膜電容器、電解電容器三大類。2021-11-24法拉電子技術中心5一、基本概念 我司主要用的兩種薄膜介質的對比 聚丙烯膜高頻損耗極低，電容量穩(wěn)定性很高，負溫度系數較小，絕緣電阻極高，介質吸收系數極低，自愈性好，介電強度高，吸水率低。聚酯膜工作溫度范圍寬，介電常數高，電容量穩(wěn)定性高，正溫度系數，絕緣電阻高，自愈性好,容積比高。2021-11-2

3、4法拉電子技術中心6一、基本概念 薄膜電容器的分類（按用途）通用用于以直流分量為主的電路場合。如：耦合、旁路、濾波.交流與脈沖用于以交流或脈沖電壓分量為主的電路場合，可以承受較大的交流或脈沖電流。如：行逆程高壓、S校正、尖峰吸收.抑制電源電磁干擾用于電源電路，抑制電磁干擾，提高整機的CE特性?？缇€：X1X2X3；接地：Y1Y2Y3Y4精 密用于要求電容量精確、穩(wěn)定、溫度系數小的場合。如：定時、振蕩、積分。交 流工作于交流電源。如：電機起動、功率因數補償. 2021-11-24法拉電子技術中心7一、基本概念我司電容器幾種的結構（外部） 封裝浸漬型液體/粉末/簡裝設計靈活盒 式塑料外殼金屬外殼外觀

4、一致性好插件直通率高裸裝浸樹脂加套管體積小引出方式徑 向成型編帶易插件排版密度高軸 向圓柱形扁平型結構穩(wěn)定節(jié)省高度空間2021-11-24法拉電子技術中心8一、基本概念 電容器內部結構 1、卷繞型1）有感繞法：一般采用鋁箔作極板，引出線或引出片在卷繞過程中直接點焊在鋁箔電極上；如：CL11、CH11、CBB11。2021-11-24法拉電子技術中心9一、基本概念電容器內部結構2）無感繞法：其極板有箔式（如CBB13) 或金屬化電極(如CL21、CBB21、MKP21等）等。這種結構，在卷繞后，經端面噴金或預焊后，將同一極板各匝之間短路，使電流流動的途徑是沿著極板的寬度方向而不是長度方向，縮短了

5、電流流經的路程，從而降低了電容器的電感和損耗。2、疊片型：這是一種新型的無感電容，性能優(yōu)越，易于生產自動化。如：CL23B、CL25、表面安裝電容器。 2021-11-24法拉電子技術中心10二、電容器的特性參數 1、電容量 2、電容器損耗 3、絕緣電阻 4、耐電壓 5、電容器的吸收現象 6、溫度系數 7、電容器阻抗頻率特性2021-11-24法拉電子技術中心11二、電容器的特性參數1. 電容量電容器的電容量就是表征電容器貯存電荷能力的參數，它在數值上等于極板上貯存的電荷量Q 與極板上所加的電壓U之比，即： UQC 2021-11-24法拉電子技術中心12 容量頻率特性非極性介質的介電常數幾乎

6、與頻率無關，電容器的容量頻率特性好；而極性介質的介電常數隨頻率變化較大，其電容的容量頻率特性較差。注: 聚酯薄膜 聚丙烯薄膜C/C (%)-300.1110100KHZf2021-11-24法拉電子技術中心13電容器的特性參數 一. 電容器損耗1、定義：在電場作用下，單位時間內因發(fā)熱而消耗掉的能量叫電容器的損耗。2、 理想的電容器能把從電源中得到的能量，全部貯存在電容器中；而實際中的電容器，在電路中都要消耗一定的能量，即：把電容器中所貯存的一部分電能轉變成熱能，這部分熱能一方面使電容器發(fā)熱，溫度升高；另一方面通過電容器表面散發(fā)到周圍的環(huán)境中去。3、一般用損耗角正切值tg表征：P 有功功率（電容

7、器的損耗功率）Pc 無功功率 （電容器貯存的功率）。 PcPtg 2021-11-24法拉電子技術中心14電容器的損耗 二.電容器損耗與外界因素的關系 1. 電容器損耗與頻率關系 極性介質電容器，在低頻和中頻范圍內電容器的損耗由介質和輔助介質決定的，一般情況下電導損耗發(fā)生在低頻范圍內，極化損耗發(fā)生在中頻范圍內。在高頻范圍內損耗主要是金屬部分所引起。 非極性介質電容器，在低頻時損耗主要是由介質的電導損耗決定的，在高頻時的損耗是由金屬部分的損耗決定的。2021-11-24法拉電子技術中心15電容器損耗 2. 電容器損耗與溫度關系，電容器損耗的溫度特性主要取決于介質的損耗曲線/p>

8、6040200-60-40-20020406080100 OPPPETtgtg（1010-4-4） T() 2021-11-24法拉電子技術中心16電容器損耗 3. 電容器損耗與電壓關系，一般來講電壓對損耗影響很小，但當電壓足夠高引起氣隙電離時將致使損耗增大。 4. 潮濕對電容器損耗的影響，在潮濕環(huán)境中，電容器表面逐漸凝結水份使漏導電流增大，導致損耗增大。同時水份進入電容器內部還會對金屬化層起氧化和腐蝕作用，致使損耗增大，為了防止這種影響，電容器必須加強防潮。 2021-11-24法拉電子技術中心17絕緣電阻 1. 電容器的絕緣電阻 U 電容器上所加的電壓（V） IL 漏電流（A） R 絕緣電

9、阻（M）電容器的時間常數 在評價大容量電容器的絕緣電阻時，引入一個與電容器幾何尺寸無關的參數時間常數。 = RC式中， 電容器的時間常數（ M F）或（s)； R 絕緣電阻（ M）； C 電容量（F）絕緣電阻與測量時間的關系：電容器的充電電流是隨時間增加而下降的，須經過相當長的時間才能達到一個穩(wěn)定的數值，即漏電流。但這樣測量的時間要很長，生產上是不允許的。為了統一，標準中規(guī)定測量時間為1分鐘。LIUR 2021-11-24法拉電子技術中心18絕緣電阻 2. 絕緣電阻隨溫度的升高而下降 絕緣電阻與溫度的關系基本符合介質的體積電阻與 溫度的關系。測試絕緣電阻一般在：205 即 lgR1 = lgR

10、0 （t1-t0 ） R1為溫度t1時的絕緣電阻值 R0為溫度t0時的絕緣電阻值 聚酯電容器的 = 0.03 0.035 聚丙烯電容器的 = 0.03 0.042021-11-24法拉電子技術中心19絕緣電阻 T0.1T10GG020406080100 T() 絕緣電阻隨溫度變化 OPPPET2021-11-24法拉電子技術中心20絕緣電阻 3. 絕緣電阻與測量電壓的關系 電容器絕緣電阻與外加電壓的關系主要取決于介質的絕緣電阻與電壓的關系。在產品標準中規(guī)定了測試電壓。 2021-11-24法拉電子技術中心21絕緣電阻 額定電壓（額定電壓（V V）測試電壓（測試電壓（V V） 100 10010

11、10 100 100100100 500 5005005002021-11-24法拉電子技術中心22絕緣電阻 4. 絕緣電阻與濕度的關系 電容器介質及輔助材料受潮后，絕緣電阻將明顯下降。2021-11-24法拉電子技術中心23電容器的耐電壓 一. 電容器的電壓參數 額定工作電壓：指電容器在一定的期限內能可靠工作的電壓，額定工作電壓除決定于介質外，還與電容器結構和使用的環(huán)境條件有關。頻率、溫度上升，耐電壓下降。 試驗電壓：為保證電容器的質量，要剔除那些有明顯缺陷及擊穿電壓低的產品，選擇合適的測試電壓。2021-11-24法拉電子技術中心24電容器的耐電壓 二. 額定工作電壓（UR）、試驗電壓（U

12、S）和擊 穿電壓（UJ）之間的關系 試驗電壓與額定工作電壓關系 試驗電壓必須選擇得當，選的過高會使原來正常的電容器受到損傷。造成隱患，降低可靠性，而選的過低又可能使一些有明顯缺陷的產品不能剔除。 試驗電壓與額定電壓的關系一般如下表:US箔式金屬化標準2UR1.4 1.6UR2021-11-24法拉電子技術中心25電容器的耐電壓 擊穿電壓與額定工作電壓 擊穿電壓與額定電壓的比值取決于設計和工藝，各廠產品的安全系數不一樣。擊穿電壓是指產品的極限電壓，屬于破壞性實驗。2021-11-24法拉電子技術中心26電容器的吸收現象1、 所謂吸收現象，就是由于介質的緩慢極化而使電容器在充放電過程中產生的時間滯

13、后現象。也就是要求它立即充滿電，它沒有充滿；要求它完全釋放掉電荷，它沒有釋放完。 極化的定義：在外加電場的作用下，電介質內部沿電場方向出現宏觀偶極矩，在電介質表面出現束縛電荷，這就是電介質的極化。2、吸收系數： Ka越小越好，說明電容器能越快完成充放電過程。2021-11-24法拉電子技術中心27電容器的溫度特性1、類別溫度范圍1)定義： 電容器能連續(xù)工作的環(huán)境溫度范圍，即類別溫度范圍。也就是說電容器應在某一最低環(huán)境溫度（下限類別溫度）和某一最高環(huán)境溫度（上限類別溫度）之間工作。上限類別溫度等級有：+40、 +55、 +70、 +85、 +100、 +125、 +200、 +250等；下限類別

14、溫度等級有：-10 、 -25 、 -40 、 -55 、 -65 等。2021-11-24法拉電子技術中心282、溫度特性1）電容量的溫度系數c ：當溫度每變化一度時，電容量的相對變化值。 （1/ ） 在實際中，通常希望知道某一溫度范圍內的c ，為此工程上常用下式表示： （1/ ）C1 室溫t1時的電容量；C2 上限類別溫度t2時的電容量 c 一般很小，常以10-6/ 為單位，即ppm/ c 有正（如：PET）、有負（如： OPP )dtdcCc*1)(12112ttCCCc2021-11-24法拉電子技術中心292) 電容量的溫度特性 C/C：指在類別溫度范圍內給定的一個溫度范圍所出現的電

15、容量最大可逆可逆變化。 C/C=（C2-C1)/C1100%C1 室溫（20 ）時的電容量C2 上限（或下限）類別溫度時的電容量 C/C只適用容量隨溫度變化比較大的電容器。2021-11-24法拉電子技術中心30電容器的阻抗頻率特性電容器的阻抗：在交流電路中，電容器的阻抗為：從圖中可以看出，當頻率增加時，容抗隨頻率的增加而降低，感抗隨頻率的增加而增加， z f 電容器的阻抗頻率特性 關系呈現U型特性。當f = f0時， r+rm，即ESR。在f0附近出現容量的假象增大。 當ff0時，電容器已不具有容抗性質，而呈現感抗，這時電容器已失去作用。因此，電容器的工作頻率應遠比諧振頻率f0低。 22)1

16、()(LCrrZm Z ESRf0f2021-11-24法拉電子技術中心31三、薄膜電容器的選用三、薄膜電容器的選用1.根據用途或電路原理確定電容器的類型：1.1直流回路：選用通用類薄膜電容器。 低電壓：盒式、高性能：CL23B、CL23/大間距 浸漬型、小型化：CL21X 廉價：CL11 容量穩(wěn)定：CBB21、CBB13、CH11 高精密：CBB71、CBB72、CBB70 表面安裝：CLN51、CBS52 中高壓：體積小：CL21、CL20 容量穩(wěn)定：CBB21、CBB81 表面安裝：CLN51、2021-11-24法拉電子技術中心32三、薄膜電容器的選用三、薄膜電容器的選用1.2交流脈沖

17、回路（S校正電路、行逆程電路、尖峰吸收回路、燈具）：選用脈沖類電容器 行逆程電路：CBB81、CBB81B、CBB81A S校正電路：CBB21、CBB21B、CBB21A、CBB13 電子鎮(zhèn)流器：MKP21、MKP81、 MMKP82、MMKP84 節(jié)能燈：CL11、CBB11、CL21、CL23B、 CL25、CBB212021-11-24法拉電子技術中心33三、薄膜電容器的選用三、薄膜電容器的選用1.3安規(guī)電容器的選用：電源跨線（抑制差模干擾）：X類 X2類：CBB62（CQC） MKP61、MKP62（CQC、UL、ENEC） X1類：MKP63（CQC、UL、ENEC）電源對地（抑制共模干擾） ：Y類 Y2類:MKP63（CQC、UL、ENEC）2021-11-24法拉電子技術中心34三、薄膜電容器的選用三、薄膜電容器