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陶瓷电容器基础知识

陶瓷电容器基础知识

作者:管理员    发布于:2013-09-11 03:36:40    


陶瓷电容器基础知识

 

国家标准的有关规定

 电容器的型号命名方法

  国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。

  第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。

  第二部分:材料,用字母表示。A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介

  第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。

  第四部分:序号,用数字表示。

 

●电容器容量标示

1、直标法

  用数字和单位符号直接标出。如1uF表示1微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。

2、文字符号法

  用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF.

3、数学计数法(★本厂选择)

如果标值272,容量就是:27X100pf=2700pf;如果标值473,即为47X1000pf=47000 pf;(最后面的2、3,都表示10的多少次方)。又如:332=33X100pf=3300pf。

 

●电容器偏差标志符号

   J—— ±5% ;  K—— ±10% ;  M—— ±20%;

  D—— +20 -30%; N—— ±30% ;  Z—— +20 -80%

  如:104K表示容量100000Pf=0.1μf,容量允许偏差为±10%。

 

电容量优选系列

客户选择电容器时容量值时,应从优先值中选取合适的数值。其中:

    1类瓷介电容器标称电容量应优先从GB2471中的E6、E16、E24系列中选取;

    2类瓷介电容器标称电容量应优先从GB2471中的E3、E6、E16系列中选取;

    交流安全电容器标称电容量的优先值为:1,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8及其十进倍数。这些数值符合GB2471《电阻器和电容器优先数系》中规定的E6数系;

常用优先值数系对应不同的允许偏差:

E6:分为6个值:1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8及其十进倍数,对应的允许偏差为±20%(M级);

E12:分为12个值:1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2及其十进倍数,对应的允许偏差为±10%(K级);

E24:共24个值:比E12又增加了1.1,1.3,1.6,2.0,2.4,3.0,3.6,4.3,5.1,6.2,7.5,9.1及其十进倍数,对应的允许偏差为±5%(J级);

◆陶瓷电容器相关知识

 陶瓷电容器

  用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一钛酸锶〉经压制/烧结,制成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。

电容器陶瓷分为高频瓷介和低频瓷介两种。

  低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。

  高频瓷介电容器适用高频电路

 ●频率特性

  陶瓷电容器的电容量会随着施加电压频率的变化而变化。随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。

 温度特性

陶瓷电容器的电容量会随着环境温度的变化而变化,1类陶瓷(高频陶瓷)的电容量与温度呈线性关系,用温度系数表示;2类陶瓷(低频陶瓷)的电容量与温度呈非线性关系,用温度特性表示。2类陶瓷的电容量-温度曲线上有一个峰值,对应的温度称为居里温度。

陶瓷电容器基础知识(图1)陶瓷电容器基础知识(图2)

常用2类陶瓷(低频陶瓷)的温度特性代码:

 

温度特性

陶瓷类别

电容量变化

测定温度范围

(Y5P)2B4

2类陶瓷

±10%

-25℃~+85℃

(Y5T)2D4

+20-30%

(Y5U)2E4

+20-50%

(Y5V)2F4

+30-80%


●老化特性(时间特性)


    2类陶瓷电容器随着时间的推移,电容量将逐渐减小——老化过程。将电容器加热至高于居里温度的某一温度,保持一定时间,可以消除老化的作用,电容量将回复到原始的量值——去老化过程。温度再次下降后,老化又重新开始。   

标准规定:

2类陶瓷电容器的电容量为老化至1000小时的测量值。在2类陶瓷电容器各类试验之前,应对电容器进行专门预处理,在上限类别温度下保持1小时,接着在试验用标准大气条件下保持24小时。

●电容量计算公式:

平行板电容器公式:C=εS/4πd。公式中:C——电容量;ε——介电常数;S——极板正对面积;d——极板距离(陶瓷体厚度);

◆电容器主要特性参数

●标称电容量和允许偏差

    标称电容量是标志在电容器上的电容量。电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,电容器的电容量应在允许的偏差范围内。
  电容器的基本单位是法拉(F),但是,这个单位太大,在实地标注中很少采用。常用电容量单位有微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)等,这些单位的换算关系如下:1F=1000mF,1mF=1000μF,1μF=1000nF,1nF=1000pF。

●额定电压

  在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。

●绝缘电阻

  在规定的试验条件下,电容器所能承受的电压与所产生的漏电流的比值。分常温和高温绝缘电阻,常温是指室温条件下,高温是指电容器的正极限类别温度条件下。(摘自GB/T2693-2001)
  当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越小越好

●介质损耗角正切
指在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。(摘自GB/T2693-2001)


◆注意事项


●标准大气条件

a)试验用标准大气条件

除非另有规定,所有试验和测量应按在规定的试验用标准大气条件下进行。即:温度:15℃~35℃;相对湿度:25%~75%;气压:86kPa~106 kPa。

在进行测量之前,电容器应在测量温度下存放足够时间,以使整个电容器都达到这一温度。一般情况下,

这个时间与试验后的恢复时间大致一样。在非规定温度下进行测量时,则应将其结果校正到规定温度时的数值。测量期间的环境温度应在试验报告中说明。在有争议时,应采用一个仲裁温度重复测量。

在测量期间,不应使电容器受到气流、阳光直射或可能引起误差的其他影响。

b)恢复条件

除非另有规定,恢复应在试验用标准大气条件下进行,恢复时间应为1h2h。

c)仲裁条件

  在仲裁情况下,应在下表中选用一个仲裁试验用标准大气条件:

温度(℃)

相对湿度(%)

气压(kPa)

20±1

63~67

87~106

23±1

48~52

86~106

25±1

48~52

86~106

27±1

63~67

86~106

d)基准条件

  应采用规定的基准的标准大气压条件。即:温度:20℃;气压:101.3 kPa。

● 陶瓷电容器存放

为避免环境条件可能对电容器的容量、绝缘电阻和引出端的可焊性等造成的影响,在电容器存放时应注意以下事项:
1) 存放环境应为:温度-25℃~+85℃,相对湿度80%以下;
2) 电容器应在使用时打开包装物;
3) 电容器应避免在酸性气体的环境中存放;
4) 电容器应在发货之日算起2年内使用。


● 陶瓷电容器选择
在客户选择电容器时,注意所选电容器必须在规定的额定条件和参数范围内使用。允许选用电容器时“以高代低”,如以高电压替代低电压,以电容量随温度变化率小替代变化率大,以电容量允许偏差小替代允许偏差大。不允许超额和超范围使用,不宜多次对电容器进行耐电压试验,以免损伤电容器的性能。


●陶瓷电容器的使用
1)应用场合:使用时应首先根据电容器的不同使用场合来确定电容器的类型,如使用不当将会影响电容器的安全性和可靠性,特别是安全电容器和高压电容器。
2)工作温度范围:选用电容器时必须确保电容器工作在规定的类别温度范围内,特别是电容器的工作温度不能超过上限类别温度,否则可能会因此产生不良后果。
3)工作电压:使用电容器时,应确保施加在电容器的工作电压不大于额定电压;
4)再加工要求:电容器产品再加工时,应确保整个过程的温度不高于170℃,并注意防止产品的破损、受潮和污染。