陶瓷電容器在250V交流電源電路中的作用

業(yè)內(nèi)提供的標(biāo)準(zhǔn)的多層陶瓷電容都僅用于直流電路。對(duì)于用于250V交流電路的浪涌安規(guī)貼片陶瓷電容雖然業(yè)已問世，但需要通過符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格的脈沖和峰值電壓測(cè)試，因此容值范圍受到極大限制。

通過直流偏置電壓可以很好地區(qū)分不同電介質(zhì)的特性：

C0G或超穩(wěn)定1類電介質(zhì)材料在外加電壓下容值無偏離或僅有很小的偏離。

X7R或穩(wěn)定的2級(jí)電介質(zhì)材料在外加電壓下的偏離情況無法一言以蔽之，但可分為幾個(gè)子類別：

EIA X7R(CECC 2R1)無電壓系數(shù)的要求

CECC 2C1/MIL BZ在額定電壓下的直流偏置為+20%~-30%

CECC 2X1/MIL BX在額定電壓下的直流偏置為+15%~-25%

但是，以上電介質(zhì)都沒有定義在交流電壓下工作時(shí)的容值變化。

額定電壓是直流的電容器卻常常用在交流環(huán)境下。一般的方法是將直流電容器降額在交流電環(huán)境下使用，這樣做只能提供需要的可靠性，但卻無法得知電容器在實(shí)際工作條件下會(huì)產(chǎn)生什么樣的變化。

另一個(gè)需要考慮的因素是電容器的自發(fā)熱效應(yīng)，這與電容器的容值、耗散因子、頻率和外加電壓的振幅有關(guān)。

測(cè)試條件

為了明確交流環(huán)境下多層陶瓷電容的性能，進(jìn)行了廣泛測(cè)試。為了獲取電容器在工作中的性能模擬所需要的數(shù)據(jù)，電路設(shè)計(jì)師對(duì)電流、容值變化和溫度的上升作了測(cè)量。將電容器妥當(dāng)?shù)匕惭b在PCB板上，保證PCB不會(huì)給電路系統(tǒng)帶來額外熱量的情況下，在室溫基礎(chǔ)上我們將溫升控制25℃以內(nèi)。還對(duì)其產(chǎn)品作了加速壽命測(cè)試，測(cè)試在升溫條件下進(jìn)行，電壓和頻率均達(dá)到額定最大值，以確保產(chǎn)品達(dá)到Knowles的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

測(cè)試結(jié)果

測(cè)試顯示了當(dāng)交流電壓作正弦變化，電流通過AC250電容器時(shí)隨之發(fā)生的變化，這有助于設(shè)計(jì)師了解對(duì)交流應(yīng)用中使用AC250片式電容時(shí)的情況。
通過電容器的電流定義如下：


Xc是以歐姆為單位的容抗，f是以赫茲為單位的頻率，C是法拉為單位的容值。
測(cè)試選取了不同尺寸和容值的電容樣品進(jìn)行。從0V開始，在50Hz的頻率下遞增交流電壓有效值，可測(cè)量到通過電容器的電流。將每個(gè)容值單位通過的電流值(使用初始容值)對(duì)比外加電壓，即可繪制出測(cè)試圖示如下。

參考該曲線圖，可根據(jù)容值推測(cè)出電路中的電流。例如：一顆1812 56nF的電容器，可推斷通過電路的電流值為4.76mA (0.085mA/nF x 56nF)，而瞬時(shí)有效電壓值為200V。變化公式1，我們可計(jì)算得出容抗值，Xc=200/4.76-3 =>42016.81ohms。由此可計(jì)算出理論容值為76nF。

注釋：數(shù)值具有典型性，會(huì)隨溫度和精度而改變

測(cè)試所需設(shè)備：用來讀取電壓和電流值的數(shù)字式電壓表;外加于測(cè)試電路的真實(shí)的交流電壓有效值由Chroma 6400系列可編程交流電源提供。

編輯：admin  最后修改時(shí)間：2017-08-01