电容器的品质与美国CDE电容器参数详解

时间:2018-5-22 分享到:

摘要:简要讨论了电容器的特性、分类及其参数对工作状态的影响, 并结合美国 CDE 公司的产品, 说明了在电容器选型时容易忽略的问题。

电容器的品质与美国CDE电容器参数详解

1、简介:

电容器是应用最广的无源电子元件之一,被广泛用于滤波、旁路、退藕、隔直、藕合、吸收、储能、补偿、振荡、微分、积分以及定时、分压、电源变换等场Z口0 依据电容器的介质、结构形式、安装方式、及用途的不同,其分类,基本上可概括为: (1)普通用途直播式电容器包括所有应用于信号采集,加工处理,控制输出及线性电源等各种功能电路中的各种电容,如电解、陶瓷、薄膜、云母电容等。其特点是低电压、小电流; (2)普通用途表贴式电容器其应用特点与第一类电容器大致相同,所不同的是体积小和贴面安装,更适合小型和微型电子产品; (3)电力电容器包括工业级各种移相电容、并联电容、电热电容和马达电容等。其特点是高电压、大电流; (4)电力电子电容器包括所有电源变换用电容。其特点是高电压、大电流、高频率。

2、电容器的参数:

电容器的品质是由它的参数来描述的,为此,可用以下参数来描述电容器的品质:

(1)标称容量及误差如果要求精w,须选择哈当品和误差;

(2)额定工作电压这是指在不超过额定的任意温度下,电容器可持续承受的最大直流电压,或最大交流电压有效值,或脉冲电压峰值。选择时须注意,即使是在直流电路中,也迭加有交流纹波电压,其和应当小于电容器额定工作电压,并应留有余量;

(3)耗角正切tgs由于等效串联电阻R:的存在,它要消耗有功,使电容器发热。电容器会因过热而失效,尤其是在高频工况下,所以,tgs值应选小一些;

(4)温度特性包括电容器的工作温度范围,额定工作温度和温度曲线。一般正额定工作温度有85℃和105℃两挡,高温电容可到125°C。需要在低温环境下工作的还应当注意负额定工作温度;

(5)频率特性电容器阻抗的属性会随频率而变化,低频段呈现容性,高频段呈现感性,谐振时呈现阻性。随电源频率的升高,电容器的阻抗和介质损耗都会增大。所以,在高频电路应用时,要尽量选择等效串联电阻e. s.r.和等效串联电感e. s. l.小的产品,而且希望在工作频段内频率曲线平坦些好;

(6)绝缘电阻可反映额定工况下流过电容器漏电流的大小。若绝缘电阻小,则漏电流大,电容器发热加剧,将加速其老化失效。极端情况下,会使介质击穿,导致电容器永久性损坏;

(7)使用寿命一般标注为h/ C,其意义是在额定工作温度下的使用小时数。如果工作温度低于额定值,使用寿命会相应延长。

还有其他一些参数,在此不一一例举。

3、美国CDE电容器:

美国CDE电容( CORNELL DUBILIER)公司的电容器有表面安装(Surface Mount简称SMT)电容,电解电容,薄膜电容,云母电容,脉冲高频电容,马达电容等大类,数十个品种,上百个规格。

(1)SMT表贴类有圆柱形铝电解电容,片状铝聚合物电容,片状云母电容和片状PPS膜电容等品种。其特点是:①高效率。一只ESRE型电容能代替3只以上钮电容或铝电解电容;②高容量。AFK型容量可达6800.F;③低阻抗。ESRD型在100kHz频点时的等效串联电阻e. s, r.10m,较钮电容低得多,其抑制纹波电流的能力和高频阻抗特性成倍提高,特别适合于在高频段工作;④超高工作温度。ESRH型额定工作温度可达125 °C;⑤长寿命。ES-RD型在45℃工作温度下使用寿命长达50年;⑥超小体积。圆柱形铝电解电容其外形尺寸最小为3.3×4 .5×5 .4(mm)。

这些品质优秀的SMT表面安装电容的应用会越来越广泛,并在我国电子产品向着微型化方向发展的进程中起着积极的促进作用。

(2)CDE电解电容主要是指在电力电子电路中应用的电解电容。电力电子电容器其特点是高电压、大电流、高频率。电压高不仅会使电容器漏电流增大,发热加剧,而且还可能击穿介质造成永久性损坏。电流大对直流电源纹波滤除的要求也高,从而需要电容器的容量也大,漏电流相应也会大些,而且对温度特性还有更高的要求。电容器对电源频率十分依赖,一般低频用电解电容频率在lOkHz时便开始呈现电感性,因而会使电容器的阻抗和损耗角正切值tg8增大。

为此,在电力电子电路中,选择等效串联电阻e. s. r.和等效串联电感e.s.l.小的且频率曲线平坦的电解电容是极为重要的。 CDE电解电容的特点是:①超大容量。DCMC型容量高达270万微法;②高电压。550C型额定工作电压可达SSOV;③高工作温度和超宽的温度范围。125型的工作温度范围可从一55℃到125 0C ;④低阻抗。101C型的等效串联电阻e.s.r.低到2. SxnSZ;⑤低电感,高频率。350型的等效串联电感e.s.l.小于lOnH,工作频率超过200kHz;⑥高抑制纹波电流能力。SSOC型能抑制lOSA的纹波电流;⑦超长寿命。381 EL型在105℃及额定纹波电流下寿命可达7000小时,若在65℃工作温度下,寿命可长到10万小时。此外,101 C和125等品种都是军用品或超级工业品,经受了十分苛刻的挑选和极为严酷的考验。优秀的品质使其广泛应用于开关电源、变频电源,UPS电源、电子焊接电源以及其他各种形式的逆变电源。

(3)脉冲高频电容是CDE电容的又一特色产品,主要用作逆变电路中开关元件的过电压吸收,分引线式和模块式两类。CDE脉冲高频电容特点是:①高电压。SCT型电容模块工作电压2000V,940C和941C型引线电容工作电压高达3000 V ;②低电感量,低介质损耗。电容模块的等效串联电感e. s. 1.< 20nH,等效串联电阻e. s. r. < 20mSZ;③高的dv/dt o SCT电容模块的dv/dt为800V/}s, 942C和943C型引线电容的dv/dt更是高达5137V/s;高峰值电流承受能力。SCT电容模块能承受1200A的峰值电流,942C和943 C型引线电容能承受1570A的峰值电流。

此外,电容模块还具有自修复能力,并直接安装在开关元件上,减小了接线电感。SCM和SCC型还封装了相匹配的缓冲二极管,使缓冲电路的性能得到了更进一步提高。 根据电路的不同需要,合理选择电容器,是保证电路功能正常发挥的必要条件。需要提醒的是,在选择参数时一定要留有余量,让电容器安全地工作。

4、结束语:

电容器的品质直接影响到它的工作状态,从而关系到电路功能的发挥。电容器选择得合理,对保证电路正常运行有着十分重要的意义。美国CDE公司的电容器具备高效、高容、低阻抗、超高温、长寿命等特点,相信它对您的应用选型必定有所帮助。

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