高壓陶瓷電容

高壓陶瓷電容

高壓陶瓷電容器,即使用在電力系統中的高壓陶瓷電容器,一般如電力系統的計量,儲能,分壓等產品中,都會用到高壓陶瓷電容器。高壓陶瓷電容在LED燈行業已有廣泛的應用和不輕的地位,高壓陶瓷電容是用高介電常數的電容器陶瓷(鈦酸鋇一氧化鈦)擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質,並用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極製成。

基本介紹


高壓陶瓷電容是用高介電常數的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質,並用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極製成。

單位及符號


·電容的基本單位是:F(法),此外還有μF(微法)、pF皮法),另外還有一個用的比較少的單位,那就是:nF,由於電容F的容量非常大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位,而不是F的單位。他們之間的具體換算如下:
1F=1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
·電容的符號:
電容的符號同樣分為國內標表示法和國際電子符號表示法,但電容符號在國內和國際表示都差不多,唯一的區別就是在有極性電容上,國內的是一個空筐下面一根橫線,而國際的就是普通電容加一個“+”符號代表正極。

作用


高壓陶瓷電容具有耐磨直流高壓的特點,適用於高壓旁路和耦合電路中,其中的低耗損高壓圓片具有較低的介質損耗,特別適合在電視接收機和掃描等電路中使用。
高壓瓷片電容只要針對於高頻,高壓瓷片電容取決於使用在什麼場合,典型作用可以消除高頻干擾。
在大功率、高壓領域使用的高壓陶瓷電容器,要求具有小型、高耐壓和頻率特性好等特點。近年來隨著材料、電極和製造技術的進步,高壓陶瓷電容器的發展有長足的進展,並取得廣泛應用。高壓陶瓷電容器已成為大功率高壓電子產品不可缺少的元件之一。
高壓陶瓷電容器的用途主要分為送電、配電系統的電力設備和處理脈衝能量的設備。
因為電力系統的特殊性:交流電壓高,高頻,處於室外環境中(-40度到+60度),雷擊電壓/電流大,等等各種因素,造成了高壓陶瓷電容器在研發和生產中一直處於困境:環境的惡劣,要求電容具有超強的穩定性,即變化率要小;同時,計量,儲能,分壓等產品要求高精密度,這對處於這種環境下的高壓陶瓷電容器的局放,即局部放電量有著極為苛刻的要求:局放為零。

優點與差別


優點

1、容量損耗隨溫度頻率具高穩定性
2、特殊的串聯結構適合於高電壓極長期工作可靠性
3、高電流爬升速率並適用於大電流迴路無感型結構 .

差別

高壓陶瓷電容和高壓瓷片電容的特點對比:
高壓陶瓷電容的特點
1、不需要認證
2、超高壓可以達到7KV 在高就罕見了,
3、列印方式和Y電容比不用把各國認證打在產品表面,
4、電壓最低可以到16V
5、耐壓最高2.5倍 一般生產是1.5倍的標準測
高壓瓷片電容特點:常用於高壓場合。
陶瓷有I類瓷,II類瓷,III類瓷之分,
I類瓷,NP0,溫度特性,頻率特性和電壓特性佳,因介電常數不高,所以容量做不大;
II類瓷,X7R次之,溫度特性和電壓特性較好;
III類瓷,介電常數高,所以容量可以做很大,但溫度特性和電壓特性不太好。
瓷片電容器一般體積不大。
高壓陶瓷電容
高壓陶瓷電容
另外,再強調一個重要特點:瓷介電容器擊穿后,往往呈短路狀態。(這是它的弱點)

性能要求


高壓瓷片電容和高壓陶瓷電容功能基本上是一樣的,一些細節會有些不同。所以在使用的時候也要注意到性能方面。
一、直插的高壓陶瓷電容器,俗稱DIP類的,這類產品從16VDC到100KV都有生產,但是主要是指直流的,而且是引線型的。
二、直插型的陶瓷電容器有另類,就是交流陶瓷電容器,一般指250VAC的Y2安規電容器,以及400VAC的Y1交流安規電容器。從名稱上顯而易見,這類電容的電壓是指交流電壓,而且是有十個左右的國家的安全認證的。陶安規電容器之外,別的引線型陶瓷電容器所說的電壓一般是指直流而言。
三、貼片陶瓷電容,俗稱SMD類的,這種電容的規格一般以0201,0402,0603,0805,1206,1210等表示。。貼片電容英文簡寫是MLCC,電壓從6.3VDC到2KV以上都有,當然,電壓越高,價格也越不菲。
四,螺栓型高壓陶瓷電容器。這類電容器一般耐超高電壓,在電力系統中往往是指交流電壓。如40KV102K,40KV103K,40KV153K等,型號很多種,但是裡邊的電壓並不是直流。因為我們家裡,或工廠企業所用的電都是交流電啊!這類電容器的技術含量是相當高的,往往是很多企業能做出這種形狀,卻始終沒辦法做出客人要求的品質,原因是:首先這類產品要求較高的交流電壓,而大多數廠所標的是直流電壓,所以,在送樣階段就被淘汰了;其次,這類高壓陶瓷電容器要求超低的局放,局部放電量越大,電容的實際耐壓值就越低,因此,局放是衡量一顆電容的質量的最好標準;再次,超高的工頻,一般的引線型的電容也要以做到袍高的工頻,而這種螺栓型的就更高要求。最後,這類電容對材質要求很嚴格,因為不同材質的損耗和溫度係數,介電係數不一樣。

自恢復期


高溫燒結,是高壓陶瓷電容的最重要的工序之一。經過一百噸的衝壓鑄造,以及一千多度的高溫燒結,高壓陶瓷電容的晶元內部,各分子之間的構造成晶體結構。接下來的6小時的高溫烘烤,和7小時的保溫,徹底打亂了晶體的內部構造。
那麼,要想恢復晶元的構造,穩固晶元的特性,高壓陶瓷電容需要時間恢復。自然恢復(常溫存放)以60天以上的時間為佳。而且,存放一年與存放兩年的產品,以時間長為表現優異。所以,恢復期長,對電容器的性能是有很大幫助的,沒有恢復期的電容,其耐壓及耐電流性能是較差的。經試驗發現,存放時間長的高壓陶瓷電容器,其損耗角值會變得更小,高頻特性也會更好。

特點


高壓發生器要用到很多高壓陶瓷電容器和大容量高壓電容器。傳統使用,客人們一般都使用高壓薄膜類的電容器,但是隨著陶瓷電容的優勢不斷體現,將來,薄膜電容器將越來越少的出現在高壓發生器中。
高壓薄膜類電容器與高壓陶瓷電容器的各自優劣,主要是以下幾點:
1、高壓陶瓷電容的使用壽命更長。薄膜電容的壽命也就是三兩年,電好的產品也不會超出5年。而高壓陶瓷電容器則不同,比方說帝科電容就公開承諾:按20年設計,至少保證使用10年。
2、高壓陶瓷電容的內阻更小。這是由各自的構造特點決定的。高壓陶瓷電容器的內阻很小,而薄膜電容器由於是採取卷繞方式,這樣就造成內阻偏大。而這種偏大的內阻帶來的另一負面影響就是,電容在反覆充放電的過程中,內阻會繼續變大,並且會在一定時候使電容在電路中失效。
3、相對而言高壓陶瓷電容器的電壓更高。薄膜電容器的電容相對來講,工作電壓是不如陶瓷電容的高,這是共識;
4、有優點也會有缺點,陶瓷電容的容量較小。

測試方法


高壓陶瓷電容器的可靠性測試,也叫老化測試,壽命測試,包括很多方面的測試內容:
1、串聯電阻測試,絕緣電阻測試;
2、拉力測試,即引線與晶元焊接的牢固度;
3、正負溫變化率測試,即-40度到+60度狀況下,電容的變化率;
4、老化測試,高壓陶瓷電容在模擬工作環境狀態下運作30~60天,測試其衰減其各項參數的變化;
5、耐壓實驗,包括額定工作電壓24小時工作測試;也包括擊穿耐壓,即破壞性測試,電容被擊穿前的那一個臨界電壓就是擊穿電壓。
6、局放測試,即局部放電測試;
7、壽命測試,即在老化測試的基礎上,再對電容進行高頻沖電流下快速充放電測試,得到的充放電次數就是充放電壽命,注意,這個壽命的得出是在長時間的老化之後得出的。

使用注意事項


1、工作電壓
交流電路或紋波電流電路中使用直流額定電壓電容器時,請務必將外加電壓的Vp-p值或包含直流偏置電壓的Vo-p值維持在額定電壓範圍內。
若向電路施加電壓,開始或停止時可能會因諧振或切換產生暫時的異常電壓。請務必使用額定電壓範圍包含這些異常電壓的電容器。
2、工作溫度和自生熱
(適用於B/E/F特性)
電容器的表面溫度應保持在其額定工作溫度範圍的上限以下。務必考慮到電容器的自生熱。電容器在高頻電流,衝激電流等中使用時可能會因介電損耗發出自生熱。外加電壓應使自生熱等負荷在25℃周圍溫度條件下不超過20℃範圍,測量時應使用0.1mm小熱容量的(K)的熱電偶,而且電容器不應受到其它元件的散熱或周圍溫度波動影響。
過熱可能會導致電容器特性及可靠性下降.(切勿在冷卻風扇運轉時進行測量。否則無法確保測量數據的精確性)
3、耐電壓的測試條件
(1)測試設備
交流耐電壓的測試設備應具有能夠產生類似於50/60Hz正弦波的性能。
如果施加變形的正弦波或超過規定電壓值的過載電壓,則可能會導致故障。
(2)電壓外加方法
施加耐電壓時,電容器的引線或端子應與耐電壓測試設備的輸出端連接牢固;然後再將電壓從近零增加到測試電壓。
如果測試電壓不從近零逐漸提高而是直接施加在電容器上,則施加時應包含過零點*.測試結束時,測試電壓應降到近零;然後再將電容器引線或端子從耐電壓測試設備的輸出端取下。
如果測試電壓不從近零逐漸提高而是直接施加在電容器上,則可能會出現浪涌電壓,從而導致故障.0V電壓正弦波,過零點是指電壓正弦通過0V的位置。
4、失效安全性
當電容器損壞時,失效可能會導致短路。為了避免在短路時引起觸電,冒煙,火災等危險情況,請在電路中使用熔絲等元件來設置自動防故障功能。
高壓陶瓷電容
高壓陶瓷電容
使用本產品時如忽略上述警告事項,則在嚴重情況下可能導致短路,並引起冒煙或局部離散。