薄膜电容器在EMC领域中应用

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电容器失效机理：
– 电应力影响：


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1 电流过载：开关或有关电路元件故障或雷击或脉冲 振幅过大产生瞬时大电流引起。 2 电压过载：设备转换过程和突然切断负荷而引起的 电压突变。 3 频率过高：在高频或超高频状态下工作而未采用合 适的电容器会产生的热击穿。 4 功耗过大：当产品工作状态下漏电流过大或线路上 串联电阻阻值较大时，因过耗过大产生热量却无理 想的散热的条件从而烧毁。（如降压线路中，串联 电阻阻值过大会因功率过大产生很大的热量从而烧 毁电阻，而串联电阻过小，则可能在启动时对电容 器产生很大的dv/dt冲击而使电容器烧毁）故在散热 条件很差，或功率过大的场合，不适宜使用小型化 电容器。 14
各结构电容器的特点
金属化（CL21、CBB22等）：体积小、 自愈能力好、耐过电压能力强；金属接触 部分损耗大、耐高频大电流能力差（一般 使用）。 箔式（CBB18等）：体积大、耐过电压能 力差、无自愈能力、金属接触部分损耗极 小、耐高频大电流好（高dv/dt能力场合）。 金属化箔式内串（CBB81，PPS等）：有 以上所有优点，耐电压能力强；但体积最 大，生产成本高。（特殊高压大电流场 合）。



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1电击穿是电场作用下瞬时发生的击穿，与电容器 微观结构、介质厚度、电极面积有关。因介质内部存 在气隙、极板边缘电场畸变、潮气进入芯子等引起。 2 热击穿是由于介质中某些弱点热平衡状态受到破 坏，使电容器内部温度不断升高，当超过介质最高极 限温度时引起的击穿，一般由损耗引起。 3 电容器内部发生电离，不一定立即失效，但长期 工作积累下，随电离发展就产生了老化击穿。
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按介质材料分类：
– 按材料分：聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。


各自特性：
聚酯（CL、MKT）：正温度系数、介质损耗大（温升略 高）、耐过电压能力不如聚丙烯、绝缘电阻小、体积小、 正常的材料耐温可达130℃左右。生产周期略长。 聚丙烯(CBB、MKP)：负温度系数、介质损耗小（温升 低）、耐过电压能力强、绝缘电阻高、体积大、国内材料 最高耐温105℃左右，最先进的聚丙烯膜技术可使耐温最 高达120℃。
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三、容器性能指标：（所有指标以环境温度20℃为准）
– 容量：J(±5%),K(±10%),M(±20%) 。以测试频率1KHZ、 20℃环境温度、1VDC测量电平为准。容量越小，测试电 平影响越大，环境温度对聚酯电容器的容量影响较大（约 相差1％/℃），测试频率的改变对聚酯电容的容量影响极 大（1KHZ测量比10KHZ测量容量大约1％）；聚丙烯电容 器受温度及频率影响较小。 损耗DF：有功功率和无功功率之比，即工作时因发热消耗 的能量。受测试频率影响极大（频率越高，损耗越大）， 1KHZ测量以介质损耗为主，10KHZ测量包含介质损耗和 金属部分损耗，频率越高影响因素越多，所以10KHZ 测量 加dv/dt测试最能反映电容器真正的好坏。相同容量的电容 器端面越大，引线和喷金层接触面积越大，损耗越小。容 量越大，介质损耗越大。
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特殊电容器的特性指标
– dv/dt能力：每微秒电压上升速度，dv/dt指标越 高，电流越大、工作频率越高，IEC规定以 dv/dt试验1万次后容量损耗的变化值来确定电容 器的好坏。 – 抗脉冲电压能力：安规电容器（X1、X2、Y2） 区别与普通交流电容器（CL61、CBB62）之处， 即高电压和很大的能量瞬时施加在被测电容器 上，被测电容器不会损坏。
定义：由极板和介质构成，能储存电荷 的元件。 图1：薄膜电容器的基本结构
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电容器单位
单位：法拉F 1F=106µF（微法）＝1012pF （皮法） 1µF =103nF（纳法） 1nF =103pF（皮法） 3位数字表达：前2位有效读数;后1位是10的 几次方，单位皮法。 例：473＝47X103pF＝47nF＝0.047µF
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二、薄膜电容器分类：
– 按引线引出的方式分：有感、无感。
有感（CL11）：结构简单，成本低；容量 小，耐压低。 无感（CL21、CBB22等）：结构复杂，成 本较高；容量大，高频性能好，带金属化结 构时，耐过压。 按结构分：金属化、箔式、金属化箔式内串
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电容器储存电荷原理
电容器充电原理：自然界有正负两种电荷，电子带 的是负电荷，质子带的是正电荷，两电荷间同性相 斥异性相吸。 在电容器未接通电源前，两电极间都存在正负电荷 自由流动，当电容器两端接通电源后，电源上的正 极由于存在大量正电荷就把相连极板上的负电荷全 部吸过来，并通过电源流到电容器另一端极板上， 而电源负极则把相连端的正电荷吸过来流到电源正 极相连的极板上。直至电容器一个极板储存满正电 荷，而另一个极板上储存满负电荷，这就是电容器 的充电工作原理。
薄膜电容器在EMC领域中的应用
上海向日亚电子有限公司 邱海樑
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1Leabharlann 主要课题 电容器的基础知识 电容器在EMC中的应用 EMC基础知识 抑制电磁干扰电容器国际标准介绍 三种高压试验介绍 浪涌保护方法 阻燃标准 向日亚安规电容器的认证介绍
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电容器定义：
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绝缘电阻：即直流电压加于电容器上并产生漏导电流 之比。可分为体积漏导电阻和表面漏导电阻两部分。 表面漏导电阻和芯子受潮有关；体积漏导电阻和电容 器介质厚度有关：R=P*d/s（P 介质电阻率；d 介质厚 度；s 极板面积），容量和s成反比，所以容量越大， 绝缘电阻越小，而介质厚度和绝缘电阻成正比，所以 小型化设计的电容器绝缘电阻无法达到正常设计电容 器的标准。 耐电压（介电强度）：电容器抗击穿能力，分电击穿、 热击穿、老化击穿。
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按用途分类
按用途分：直流(CL21、CBB22)、交流 (CL61、CBB62)、高压内串箔式 （CBB81）、箔式(CBB18)等。
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按认证产品分：
– 按认证产品分：



普通电容器：使用于安全要求不严格的场合，如所 有的直流电容器等。 安规电容器：可利用电容器“隔直通交”的特性， 跨接在电源两端，过滤掉交流信号，使直流信号传 递到使用线路中，由于这种电容是直接接在电源两 端，所以一旦起火将引起灾难性的后果。 此类电容器执行的性能标准为UL1283、UL1414、 EN60384-14、VDE0565 、GB/T14472-1998。