金属薄膜电容器基本知识.ppt

电容器基础知识 第一章 电容器概述 电容器的概念及其应用电容器的分类电容器的型号命名方法电容器的标志方法 第一节 电容器的概念及其应用 定义 电容器 是容纳电荷的器件 电容器是一种基本的电子元件 它是指任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体构成的一种装置 它的表示符号为 ll 用字母 C 来表示 源自Capacitor电容特性 电容器实际上就是以贮存电能和提供电能为主要特征的元件 同时还具有能顺利通过交流电而不让直流电通过的性质 即隔直通交 电容器的充放电 充电 电容器两板分别接在电源两端 两板带上等量异种电荷的过程放电 充了电的电容器的两板用导线相连 使两板上正 负电荷中和的过程 电容器的应用 电容器的应用电容器的作用 储能 滤波 耦合 隔直 谐振 吸收保护金属化聚丙烯膜介质电容器CBB20 CBB21适用于电视 通讯 音响等设备及一般电子线路 CBB21P适用于摩托点火器及高频振荡电路 CBB61适用于电机启动和运行 如风扇及家用电器 MKP X2 MKP Y2适用于抑制对称干扰电压RMJ适用于感应加热设备 如电磁炉SMJ P SMJ TE适用于IGBT吸收保护金属化聚酯膜介质电容器CL20 CL21 CL21P适用于摩托点火器及高频振荡电路 第二节 电容器的分类 电容器分类有许多种方法 常见的方法有 按容量是否可调分类按使用介质分类 电容器 固定电容器 可变电容器 聚苯乙烯电容器 陶瓷电容器 电解电容器 纸质电容器 按容量是否可调分类 按容量是否可调分类 电容器可分为 固定电容器 就是其电容量不变化的电容可变电容器 指电容量可以在一定围内进行调整微调电容器 指电容量可以调整 但在每次调整好以后就固定的电容器 按使用介质分类 按使用介质分类 电容器可分为 有机介质电容器 它是以纸 塑料薄膜和漆膜等有机材料作为介质的器 如纸介电容器 涤纶电容器 聚丙烯电容器等 无机介质电容器 它是以无机材料如云母 陶瓷 玻璃釉等为介质的一类电容器 如云母电容器 瓷介电容器 玻璃釉电容器等 按使用介质分类 电解电容器 它是一种特殊类型的电容器 是以金属为阳极 其金属氧化膜为介质 电解质为阴极 并以另一金属作为引出负极而构成的 如铝电解电容器 钽电解电容器 铌电解电容器等 气体介质电容器 如空气电容器 充气电容器和真空电容器等 电容器的其他分类方法 电容器还可按用途分 如耦合电容器 旁路电容器 直流电容器和交流电容器 本公司的产品型号主要就是以用途分类的也可分为低压电容器和高压电容器 小功率电容器和大功率电容器等 第三节 电容器的型号命名方法 各种不同类型的电容器 都有各自的型号 关于型号的命名 各个国家有各个国家的标准 我国现在是按GB2470 81 电子设备用电容器 电容器型号命名方法 中的规定命名的 值得注意的是 目前我国没有强制或推行的电容器命名方法 各个公司都有自己的型号命名方式 尤其在电力电子行业 基本上每个公司的命名方式都有所区别 电容器的型号命名方法 电容器的型号一般由四部分组成 其中第四部分序号用于区别电容器的外型尺寸和性能指标 主称 用字母C表示 材料 用字母表示 分类 一般用数字 个别类型用字母表示 序号 用数字表示 宸瑞电子产品的命名规则 电容器型号组成部分的符号意义 第四节 电容器产品的标志方法 为了便于识别电容器 我们通常把电容器的主要电气性能参数 型号和商标等标志在电容器产品上 标志方法主要有三种 直标法文字符号法色标法 直标法 它是用阿拉伯数字和文字符号 包括中文 在产品上直接标出电容器的标称容量及允许偏差 工作电压和制造日期等 如图所示 文字符号法 它是国际上常用的一种标识方法 我国是按GB2691 81的规定标志的 规定用阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组合 色标法 电容器的色标法是指用不同颜色的点或带在电容器上标出电容量及允许偏差的标志方法 原则上同电阻器色标法 单位为皮法 但应用很少 一般色环采用三色 其中前两位表示对应的有效数字 第三位表示倍率 如0 47微法电容可用黄紫黄表示颜色顺序 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑数字顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 第二章 电容器的一般性能及参数 电容器的电容量电容器的一般参数 第一节 电容器的电容量 电容量的概念电容器的电容量就是表征电容器贮存电荷能力的参数那电容器储存电荷的本领如何表征呢 容纳储存水 容纳储存电荷 电荷量Q 水量V 电势差U 水位差h 横截面S 电容C 它在数值上等于极板上贮存的电荷量Q与极板上所加的电压U之比 即 C Q U称为电容量的定义式 它表示在单位电压作用下 极板上所贮存的电荷量的多少 如外加电压为1伏特 贮存电荷为1库仑则电容量为1库仑 1伏特 1法拉 单位符号F 这是为纪念法拉第而命名的 法拉这个单位太大 在实际使用中极不方便 所以通常采用微法符号为 F 或者皮法 符号为pF 另外还有毫法 mF 和纳法 nF 等 换算关系为1F 103mF 106 F 109nF 1012pF我们平常采用数字标记电容量方法单位为pF 就如前面提到的的0 47微法电容可用474表示 0 47 F 47 104pF 这一点与色标法一致 1 5mF 1500 F 15 108数字标记为158 注意 数字标记第三位为9时 不是109是10 1 如339是3 3pF而不是33mF 虽然C Q U 但是电容量并不单决定于U的大小 或者Q的大小 只由其比值决定 C不由Q U决定 Q CU Q由C U决定 U由Q C决定 电容器的电容与是否带电或与带电量的多少无关 决定电容大小的因素 C和d成反比 C与S成正比 C与 成正比 平行板电容器 决定电容大小的因素 电容器的容量大小是电容器本身的结构决定 与是否带电或与带电量的多少无关 决定电容大小的因素 电容量的计算公式中可以看出 电容器的电容量随极板的有效面积和介质的介电常数的增大而增大 随着极板间距离的增大而减小 在电容器的生产中 我们总希望以较少的原材料制得重量轻 体积小 容量大的电容器 为此可采用下列一些方法 增大极板的有效面积 有机介质电容器可采用卷绕形结构 无机介质电容器一般用叠片形结构 电解电容器可对阳极进行腐蚀或用阳极金属粉压制成块状芯子 以增大阳极的有效面积 减小介质厚度 用薄的介质制造出的电容器体积小 容量大 例如电解电容器其介质厚度小于1微米 但一般介质越薄 制造起来越困难 击穿电压也越低 选用高介电常数的介质材料 在相同尺寸下 介电常数越大 电容量越大 所以我们尽量选用介电常数大的介质 例如强介瓷钛酸钡的 可达1千至几万 用这样的介质制得的电容器体积小 容量大 用电容器并联的方法 加一个电容器的容量较小 可用两个或几个电容器并联 以增大容量 但这时要考虑到电容器体积的大小 电容器的联结 串联 1 Cs 1 C1 1 C2特点 总容量减少 耐电压增加并联 Cp C1 C2特点 总容量增加耐电压为所有电容的最低电压 甲同学说 电容器带电越多 电容越大 不带电时 电容为零 此说法对吗 为什么 思考 乙同学说 若A电容器带电比B电容器带电量多 则A的电容就比B的电容大 此说法对吗 为什么 电容器的Q U图象 U V Q C C1 C2 C1 C2 0 思考 丙同学说 若A电容器比B电容器的电容大 则当它们充电 或放电 时 如果两极板间电压都升高 或降低 1V 则A电容器吸收 或放出 的电量一定比B的多 此说法对吗 为什么 丁同学说 若A电容器比B电容器的电容大 则A电容器一定比B电容器能够存储更多的电量 此说法对吗 为什么 电容器的Q U图象 0 第二节 电容器的一般参数 标称容量与允许偏差损耗角正切耐压绝缘电阻及漏电流类别温度范围安全防护等级 电容器的标称容量与允许偏差 标称容量就是电容器设计时所确定的通常在电容器上标出的电容量数值 又称名义电容量 它与实际电容量值之间可能有一些偏差 实际电容量与标称容量之间允许的最大偏差范围 就叫电容量的允许偏差 电容器的标称容量与允许偏差 实际偏差可按下式计算 实际偏差 产生偏差是不可避免的 原因是由于生产中材料的不均匀和结构 工艺上的种种原因造成的 即使原来采用的材料是相同的 采用相同的结构 工艺 按容量设计要求生产出来的电容器 其电容量也会有一定的分散性 电容器允许偏差及标志符号 电容器的损耗角正切 在电场作用下 单位时间内因发热而消耗掉的能量叫电容器的损耗 tg 也叫散逸因数 DF 理想的电容器能把从电源中得到的能量 全部贮存在电容器中 而实际中的电容器 在电路中都要消耗一定的能量 即是把电容器中所贮存的一部分电能转变成热能 损耗角正切值tg 有功功率 无功功率 电容器的损耗角正切 电容器的损耗主要分为介质损耗和金属部分的损耗两大部分 介质损耗又分为电导损耗 极化损耗 电离损耗金属部分的损耗是由电容器的极板 引线电阻 引线与极板间的接触电阻以及闪烁效应等原因引起的 电容器的耐压 电容器的额定电压是指在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下 按技术条件所能连续施加在电容器上的最大直流电压 或最大交流电压有效值 或脉动电压的峰值 它就是标志在电容器产品上的电压 也称额定电压 用符号Un表示 耐压是指在指介质可以耐受的电压强度 以额定电压的倍数或百分数表示 一般为额定电压的150 250 测试电压反映了介质的介电强度 也就是说电容不是一超过额定电压就被击穿 还留有一定的电压安全余量 但实用中电压不应超过额定电压 电容器的绝缘电阻及漏电流 由于工程上用的电介质不是理想的绝缘体 其中或多或少地存在一些疵点 杂质和易导电的粒子 因此电容器中的电介质不是绝对的不导电的 在一定电压的作用下会有微弱的电流流过介质 这就是电容器的漏电流 绝缘电阻用来表明漏电流的大小 相对而言 绝缘电阻越大越好 漏电流越小 电容器的绝缘电阻及漏电流 当电容器上所加的电压为U 伏 漏电流为IL 微安 时 则电容器的绝缘电阻为R U I电容器绝缘电阻的单位一般用兆欧 M 表示 电容器的绝缘电阻是表示电容器性能好坏的一个重要参数 而绝缘电阻的大小则取决于介质绝缘质量的好坏及电容器制造工艺是否合理 电容器的绝缘电阻及漏电流 但在实际测量时知道 同一类型的电容器在制造工艺和原材料相同的情况下 电容量愈大的产品 其绝缘电阻愈小 为此 在评价大容量电容器的绝缘质量时就需引入一个与电容器几何尺寸无关的参数 时间常数 时间常数就是电容器的绝缘电阻与电容量的乘积 C R 电容器的时间常数 秒 R 绝缘电阻 兆欧 C 电容量 微法 电容器的时间常数是由介质材料本身的电阻率和介电常数决定的 与容量及几何尺寸无关 类别温度范围 电容器工作时 不仅可以在室温下 还可以在高温或低温下 所以在电容器设计时 就要确定一个电容器能连续工作的环境温度范围 即类别温度范围 也就是说电容器应在某一最低环境温度和某一最高环境温度之间工作 即在下限类别温度和上限类别温度之间工作 上限类别温度等级有 40 55 70 85 100 125 200 250 等 下限类别温度等级有 10 25 40 55 65 等 例如本厂的电容器类别温度为 40 105 25 105 电容器温度类别及标志符号 电容器的安全防护等级 安全防护等级用下列三种代码中的一种来表示P0级表示该类电容器没有专门的故障保护P1级表示该类电容器失效时可呈开路状态或短路状态 并且是防火防爆的P2级表示该类电容器失效时仅呈开路状态 并且是防火防爆的 第三章 我司产品分类及编码规则 本司电容器的分类本司电容器的编码规则 第一节 本司电容器的分类 交流滤波电容直流滤波电容IGBT吸收缓冲电容耦合电容谐振电容 交流滤波系列类 AKMJ MC交流 A 干式 K 金属外壳 M 圆柱体 cylinder AKMJ PC交流 A 干式 K 塑料外壳 plastic 圆柱体 cylinder AKMJ S交流 A 干式 K 方型的 square AKMJ PS交流 A 干式 K 塑料外壳 plastic 方型的 square 直流滤波电容系列 DMJ PS直流 D 塑料外壳 plastic 方型的 square DMJ MC直流 D 金属外壳 metal 圆柱体 cylinder DMJ MT直流 D 迈拉胶带 Mylartape DKMJ S直流 D 干式 K 方型的 square IGBT吸收电容 SMJ P缓冲吸收 snubber 塑料外壳 plastic SMJ TE缓冲吸收 snubber 迈拉胶带 Mylartape 椭圆体 ellipsoid 耦合电容 CMJ PC耦合 coupling 塑料外壳 plastic 圆柱体 cylinder CMJ MT耦合 coupling 迈拉胶带 Mylartape 谐振电容 RMJ PC谐振 resonance 塑料外壳 plastic 圆柱体 cylinder RMJ MT谐振 resonance 迈拉胶带 Mylartape 我司电容器的编码原则 我司物料编码由字母 数字组成 其中字母为非必需的 数字部分由13位组成 我司电容器的编码原则 一 容量 3位数 用3位数表示 如 0 47 F标示474 1000 F标示108 多组容量组合按总容量记录 如2 16UF标示326