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文档简介

13,2006,认知容量-初级编Frank.Yao ag.13,2007,frank,2,date : aug.13,2006,内容概要, 概念定义电容的分类是指不同电容种类的电容分析电容特性识别出电容温度特性的电容频率特性电解电容故障问题,法兰克,3,date : aug.13,2006,电容定义,电容是存储电荷的容器,简称电容。 这是一个存储元件,在电路中用于滤波、耦合、隔离、旁路、调谐、能量转换和延迟等。 可以说是世界上使用量最多的电子零件之一,基本上在有电路的地方有电容器。 Frank,4,date : aug.13,2006,电容的定义,电容的基本公式,等效模型为:显然,减小电容器的极板间的距离(d )和增大极板的截面积(a )和增大电容器的电容。 低频时的电感可以忽略不计。 Frank、5、date:aug.13、2006、容量分类因标准容量而异。 例如,根据安装形式可以分为卡片和补片,根据极性可以分为有极和无极等,根据材料可以分为铝电解、钽电解、瓷器、云母、聚酯等。 今天我们就我们实验室能找到的容量介绍分类研究。 首先看看插件,总共收集了如下图所示的山,我们一个个看看他们是什么样的特性,Frank,6,date : aug.13,2006,分类介绍-识别容量1, 名称:高频陶瓷电容符号: CC电容:1-6800p额定电压: 63-500V主要特征:高频损耗小稳定性好的应用:高频电路名称:低频陶瓷电容符号: CT电容: 10p4.7u额定电压: 50V-100V主要特征:体积小、价格便宜、损耗大, 稳定性差的应用:要求低的低频电路,Frank,7,date : aug.13,2006,分类介绍-识别容量2,聚酯(聚酯)容量符号: CL容量: 40p-4u额定电压: 63-630V主要特征:体积小,大容量,耐热耐湿,温度特性好,稳定性差。 应用:低要求低频振荡电路,Frank,8,date : aug.13,2006,分类介绍-识别电容器3,名称:聚苯乙烯电容符号: CB电容: 10p-1u额定电压: 100V-30KV的主要特点:稳定、低损耗、体积大的应用:稳定性和对损耗要求高的电路,Frank 9 date : aug.13,2006,分类介绍-识别电容器4,名称:聚丙烯电容器容量符号: CBB容量: 1000p-10u额定电压: 63-2000V的主要特征:性能与聚苯乙烯类似但体积小,稳定性稍差的应用:大多数聚苯乙烯Frank,10,date : aug.13,2006,分类介绍-识别容量5,名称:云母容量符号: CY容量: 10p0.1u额定电压: 100V-7kV主要特征:稳定性、可靠性、高温、温度系数小应用:高频振荡、脉冲和高温等要求高的电路,Frank, 11月11日: aug.13, 2006、分类介绍-识别电容器6、名称:铝电解电容器符号: CD容量: 0.47u-10000u额定电压: 6.3-450V主要特征:体积小、容量大、损耗大、漏电大应用:电源滤波器、低频耦合、去耦、旁路等,frank、12、 第:话, 2006分类介绍-识别电容器7,名称:钽电解电容器符号: CA容量:0.1-1000u额定电压:6.3-125V主要特征:体积小、损耗低、漏电小的应用:在要求高的电路中取代铝电解电容器的法兰克,13,date : aug.13,2006 分类介绍-识别电容器8*,名称:独石电容器容量: 0.5PF-1UF主要特征:容量大、体积小、可靠性高、容量稳定、高温耐湿性好等。 应用:广泛应用于电子精密仪器。 各种小型电子设备谐振、耦合、滤波和旁路。 独石又称多层瓷介质,分为两类: 1型性能好,但容量小,一般不足0.2U,另一类称II型,容量大但性能一般。、Frank、14、date:aug.13、2006、分类介绍-识别电容9*、名称:陶瓷介质微调符号:可变电容: 0.3-22p主要特征:损耗小、体积小的应用:精密调谐的高频振荡电路、Frank、15、date:aug.13、2006 主要性能参数指标参数1 .标称电容和容许误差2 .标称工作电压3 .绝缘电阻4 .介电损耗特性参数温度特性电压特性频率特性、Frank、16、date:aug.13、2006、主要性能参数、存储标称电容和容许误差电容器电荷的能力,常用单位为f、uF、nF、nF 写入电容器的容量数是电容器的标称容量。 电容器的标称容量和实际容量存在误差。 常用固定容量的容许误差等级如下表1所示。 常用固定电容器的公称容量系列如表2所示。 为了简单起见,100pF以上且小于1uF的容量大多不在意单位。 没有小数点,那个单位是pF,有小数点,那个单位是uF。 某个容量带有3位有效数字“332”(3300pF ),左起2位表示容量的第1、2位数字,第3位数字表示加上0的数字,单位为pF。Frank、17、date:aug.13、2006、主要性能参数、公称容量和容许误差(表1 )、常用固定容量容许误差的等级、Frank、18、date:aug.13、2006、主要性能参数、公称容量和容许误差(表2 )、Frank、19、 date : aug.13,2006主要性能参数,2 .在额定工作电压为规定的工作温度范围内,电容器长期可靠地工作,其所承受的最大直流电压,即电容器的耐压,也称为电容器的直流工作电压。 在交流电路中,请注意所施加的交流电压的最大值不要超过电容器的直流动作电压值。 常用的固定电容工作电压为6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、250V、400V、630V、1000V。 Frank,20,date : aug.13,2006,主要性能参数,3 .绝缘电阻由于电容两极间的电介质不是绝缘体,其电阻不是无限大而是有限的数值,一般在1000兆欧以上,电容两极间的电阻被称为绝缘电阻或漏电电阻漏电电阻越小,漏电越严重。 电容器漏电会引起能量损失。 这种损耗不仅影响电容器的寿命,还影响电路的工作。 因此,漏电电阻越大越好。 此外,Frank、21、date:aug.13、2006、主要性能参数4 .介质损耗电容器在电场中消耗的能量通常由损耗功率与电容器的无效功率之比,即损耗角的正切值来表示。 损耗角越大,电容器的损耗越大,损耗角越大的电容器不适合在高频下工作。Frank,22,date : aug.13,2006,常用电容器的主要性能参数,Frank,23,date : aug.13,2006,电容器分析,1瓷器,Frank,24,date : aug.13,2006,电容器分析,1瓷器Date:Aug.13 2006,电容分析,双聚酯,法兰克,26,date : aug.13,2006,电容分析,4 -聚丙烯,法兰克,27,date : aug.13,2006,电容分析,5云母,法兰克,28,date 33366 2006、电容分析、6电解、法兰克、29日: aug.13,2006、电容分析、7钽电解、Frank,30、date : aug.13,2006、电容分析、8独立石、Frank,31、date : aug.13,2006、电容温度特性研究- Frank,32,date : aug.13,2006静电容量温度特性的研究-瓷器,Frank,33,date : aug.13,2006,静电容量温度特性的研究-瓷器,根据上述两个瓷器电容器的温度特性,103瓷器电容值为25oC时为12.63nF,2006 102个瓷器电容器为25oC时降低了1061pF,100oC时降低了918pF,降低了13.5%。 都是瓷器,为什么温度特性有这么大的差别? 什么?Frank、34、date:aug.13、2006、容量温度特性研究-瓷器、图解的不同、Frank、35、date:aug.13、2006、容量温度特性研究-瓷器、 1.102内部电极大于103的2.102中的电介质为黄色,103中的电介质为黑色.3.回顾一下外观,发现103的颜色大于102.这两个电容使用不同的电介质Frank,36,date : aug.13,2006,电容温度特性研究-瓷器,陶瓷电容器的种类:根据细节的材质,形状,功能特性,分别为Class-1(T.C.Type )温度补偿型,Class-2(Hi-KType )高介电型,Class-3(S.C.Type ) 可分类为半导体型等的X7R材质系列Y5V材质系列X5R材质系列Z5U材质系列NPO材质系列NPO(COG):之类的电介质(Class-1 ),电气性能最稳定,几乎不依赖温度、电压和时间的变化,适用于要求稳定性的高频电路。 实际上,我们经常说的精密电容器就是这样的,因为其他材质的电容器的电容值因温度不同误差很大。 NPO材质电容器温度特性-55 125|容量值变化|30PPM/C(PPM为百万分之一)。 Frank、37、date:aug.13、2006、静电电容温度特性研究-瓷器、X7R材质系列X7R(2X1):两种电介质,电性能稳定,温度电压和时间变化时的性能变化不明显,隔直、耦合旁路和电容稳定性要求过高因为X7R是铁电体,所以可以制作比NPO媒体容量大的容量。 X7R材质电容器温度特性-55 125|电容值变化|15%老化特性10年小于1%X5R材质系列X5R:的两种电介质为X7R、Frank、38、date:aug.13、2006、电容器温度特性研究瓷器、Y5VZ5U材质系列y 550 (Z5U):三种类似于电介质的高介电常数,常用于生产电容大、标称电容高的大电容器产品,但电容稳定性低于X7R,电容、损耗对温度、电压等测量条件敏感。温度特性:-3085-82%容积值变化22%老化特性: 10年的5%以上,一种材料最好,为什么不用一种材料做? 什么? Frank,39,date : aug.13,2006,静电电容温度特性研究-瓷器,陶瓷电容电容范围a,T/Ctype (一种材料)的静电电容范围为1pF-680pF,测量频率为1MHz.b,Hi-Ktype (两种材料) 的电容范围为100pF-0.047uF测量频率为1KHz.c,S/Ctype (三种材料)的电容范围为0.01uF-0.33uF .Frank,40,date : aug.13,2006,电容温度特性研究-聚酯,Frank,41,date : aug 容量温度特性研究-聚酯聚酯电容器的温度特性是聚酯电容器的温度特性比较平坦,超过70oC时开始稍微上升,25oC时容量为3.45nF,100oC时容量为3.79nF,变化率为9.85% .Frank,42,date : aa 2006、容量温度特性研究聚丙烯稀薄、Frank、43 date:aug.13、 2006、容量温度特性研究-聚丙烯、聚丙烯电容器的温度特性也良好,25oC时为3.54nF,100oC时为3.70nF,变化率仅为4.52%,聚酯电容器. Frank,44,date:aug.13, 2006、容量温度特性研究-超过独石的Frank、45、date:aug.13、2006、容量温度特性研究-独石、Frank、46、date:aug.13、2006、容量温度特性研究-独石、独石容量的温度特性,两种独石容量的温度差也非常大,绿色的204为2006 这就是一种材料和两种材料的问题。 Frank,47,date : aug.13,2006,容量温度特性研究-其他,Frank,48,date : aug.13,2006,容量温度特性研究-曲线比较,Frank,49,date : aug.13,2006,容量温度特性研究-资料回顾,Frank date : aug.13,2006,电容频率特性的研究表明,不同频率的电容特性没有变化吗? 不同的电容频率特性如何? 在我们使用中应该怎样选择呢? 电容器真的和右图等价吗?Frank,51,date : aug.13,2006,电容频率特性研究-102,Frank,52,date : aug.13,2006,电容频率特性研究-103,Frank,53,date : aug.13,2006,电容频率特性研究-104,Frank 54 date : aug.13,2006,电容频率特性研究-104L,Frank,55,date : aug.13,2006,电容频率特性研究-104L,104,104 l (长),Frank,56,date : aug.13,2006, 容量频率特性研究注:根据使用以上数据的HP4195网络分析仪测试,可测试的频率范围为100KHz至500MHz,Frank,57,date : aug.13,2006,容量频率特性研究资料,资料由当前中国电子学会电子产业战略研究分会委员,清华大学工程物理学部兼任Frank,58,date : aug.13,2006,电解电容器故障问题,电解电容器概况重要性:多用于电源滤波器,短路后严重优点:容量大,价格低缺点:寿命短,漏电流大,延长易燃寿命的方法:降温使用,选择标称温度高的产品, Frank,59,date : aug.13,

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