
高溫環(huán)境下電容的性能表現(xiàn)及應(yīng)對措施
一、電容基本原理
電容是一種儲存電荷的元件,通常由兩個導(dǎo)體板之間的絕緣材料構(gòu)成。在電容器兩端施加電壓時,電容器會儲存電荷,并形成一定的電場力線。電容的主要性能指標(biāo)包括容值、極間電壓、介質(zhì)損耗等等。
二、高溫影響機理
在高溫環(huán)境中,電容的電學(xué)性能會受到較大的影響,主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
1. 容值變化:高溫會使電容器導(dǎo)體板的電阻增加,進而導(dǎo)致電容器的容值下降。
2. 容值漂移:高溫環(huán)境下,電容器的介質(zhì)會發(fā)生熱膨脹,從而導(dǎo)致板間距、板面積發(fā)生改變,導(dǎo)致其容值漂移。
3. 溫度系數(shù)變化:電容器的電學(xué)性能除了受到高溫影響外,還有溫度系數(shù)的影響。在高溫下,溫度系數(shù)會發(fā)生變化,從而使電容器容值發(fā)生漂移。
三、應(yīng)對措施
為了降低高溫對電容器電學(xué)性能的影響,可以采取以下措施:
1. 選擇合適的介質(zhì)材料:選擇高溫下穩(wěn)定性較好的介質(zhì)材料作為電容器的電介質(zhì)。
2. 控制高溫環(huán)境:對于高溫環(huán)境下的電容器,可以進行冷卻措施或者增加通風(fēng)量等方式,降低環(huán)境溫度。
3. 采取保護措施:如采取限制最大電壓、保證板間距、加裝保險等方式,保護電容器的性能不受損。
總結(jié):在高溫環(huán)境下,電容器的電學(xué)性能容易受到影響,導(dǎo)致電容器的容值變化、溫漂等問題。為了保證電容器的正常使用,應(yīng)該選擇合適的介質(zhì)材料、控制高溫環(huán)境、采取保護措施等多種手段。
電容器是電路中常用的元器件,它具有儲存電荷和釋放電荷的能力。然而,在高溫環(huán)境中,電容器的性能可能會受到一定的影響,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.降低電容值
在高溫環(huán)境中,電容器的電介質(zhì)可能會因受熱而分解,導(dǎo)致電容值降低。這種情況在耐高溫性能較差的電容器中更容易出現(xiàn)。
2.增加漏電流
高溫環(huán)境下,電容器的漏電流可能會增加,這是由于電介質(zhì)的性質(zhì)受到熱力學(xué)因素影響而發(fā)生的。漏電流增加會導(dǎo)致電路的穩(wěn)定性降低,對電路的正常工作產(chǎn)生影響。
3.增加ESR
ESR(Equivalent Series Resistance)是電容器內(nèi)阻,他是指通過電容器通電時,電容器內(nèi)部所產(chǎn)生的電功率,由于電流對阻抗產(chǎn)生的影響因素較多,在高溫環(huán)境中,電容器的ESR通常會增加,這會導(dǎo)致電容器性能的下降,對電路的正常工作產(chǎn)生影響。
-40℃到+125℃
高溫電容器的正常工作溫度范圍是-40℃到+125℃。1
高溫電容器設(shè)計用于在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的工作性能。不同類型的電容器具有不同的耐熱性能,其中一些電容器能夠在極端高溫條件下運行。例如,苯甲基硅油浸膜紙復(fù)合介質(zhì)電容器能夠在-40℃到+125℃的溫度環(huán)境下正常運行。這種電容器采用耐熱的聚酯薄膜和硅油作為關(guān)鍵材料,使得它能夠在高溫條件下長時間發(fā)揮作用。
此外,金屬化聚丙烯薄膜干式電容器也是一種耐高溫的電容器,其工作溫度范圍為-55℃到+125℃,長期運行的工作溫度為+105℃。這種電容器采用耐高溫的聚丙烯薄膜,能夠提高電容器的運行溫度上限,從而適應(yīng)更廣泛的高溫工作環(huán)境。
總的來說,高溫電容器的設(shè)計和材料選擇使其能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的工作性能,其工作溫度范圍通常覆蓋從低溫到高溫的廣泛區(qū)間,以滿足不同應(yīng)用場景的需求。
引線電容是一種電容器,主要由兩個金屬片和一層絕緣材料組成,其中一面金屬板連接電路的正極(被稱為正極板),另一面連接負(fù)極(被稱為負(fù)極板)。引線電容主要有以下幾個作用:
熱敏電阻和普通電阻的主要區(qū)別在于它們對溫度的敏感性。普通電阻的阻值在制造時已經(jīng)確定,并且在工作過程中不會隨溫度變化而改變,其工作原理基于導(dǎo)體材料的電阻效應(yīng)。而熱敏電阻是一種傳感器電阻,其電阻值隨著溫度的變化而改變。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)兩種,前者電阻值隨溫度升高而增大,后者電阻值隨溫度升高而減小。熱敏電阻的工作原理基于半導(dǎo)體材料的熱敏特性,即當(dāng)溫度發(fā)生變化時,半導(dǎo)體的載流子濃度會發(fā)生改變,從而引起電阻值的變化。12
此外,熱敏電阻和普通電阻的性能參數(shù)和應(yīng)用場景也有所不同。普通電阻的主要性能參數(shù)包括阻值、允差、溫度系數(shù)等,穩(wěn)定性較好,廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中,作為限流、分壓、取樣等電路元件。熱敏電阻的主要性能參數(shù)包括測溫范圍、靈敏度、允差等,由于阻值隨溫度變化的特性,被廣泛應(yīng)用于溫度檢測、控制和補償?shù)葓鼍啊?
總的來說,熱敏電阻是一種對溫度敏感的電阻,其阻值隨溫度變化而變化,具有較好的靈敏度但穩(wěn)定性相對較差;而普通電阻則是一種固定電阻,其阻值在工作過程中不會隨溫度變化而改變,穩(wěn)定性較好。
引線電容就是電容有兩個引出線,使用時將引出線插到線路板的孔里焊接。與貼片式電容的區(qū)別是:貼片式電熱本身不帶引線,直接貼裝到線路板上。
電容器,通常簡稱其容納電荷的本領(lǐng)為電容,用字母C表示。定義1:電容器,顧名思義,是‘裝電的容器’,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。定義2:電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體(包括導(dǎo)線)間都構(gòu)成一個電容器。
熱敏電阻是一種傳感器電阻,其電阻值隨著溫度的變化而改變。按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC thermistor,即 Positive Temperature Coefficient thermistor)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC thermistor,即 Negative Temperature Coefficient thermistor)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小,它們同屬于半導(dǎo)體器件。
安規(guī)電容和普通電容的主要區(qū)別在于它們的設(shè)計目的、認(rèn)證要求、使用材料、安全性能以及應(yīng)用場合。
設(shè)計目的和作用:安規(guī)電容主要用于確保電容器失效后不會導(dǎo)致電擊,不危及人身安全,主要應(yīng)用于抗干擾電路中的濾波作用。它們用在電源濾波器里,起到電源濾波作用,分別對共模、差模干擾起濾波作用。出于安全考慮和EMC考慮,一般在電源入口建議加上安規(guī)電容。而普通電容則用于一般電力或高頻消遣的電子器件,主要作用是進行調(diào)壓和變頻。
認(rèn)證要求:安規(guī)電容一般要過很多認(rèn)證,比如CQC、VDE、UL、CUL等,而且過的認(rèn)證越多越好。而普通的CBB類電容不需要過任何認(rèn)證。
使用材料:安規(guī)電容器中使用的材料通常是金屬化聚丙烯膜,而普通電容器中則使用金屬箔或鋁箔作為電極材料。此外,安規(guī)電容器還具有更高的電壓等級和更低的漏電流,使其在高溫、高壓和高頻環(huán)境下更加可靠和安全。
安全性能:安規(guī)電容在外部電源斷開后不會保留電荷,因此不會產(chǎn)生電擊,這是與普通電容的一個主要區(qū)別。普通電容在外部電源斷開后電荷會保留很長時間,如果用手觸摸就會被電到。
應(yīng)用場合:安規(guī)電容主要適用于電源供電的電子儀器和電子設(shè)備,應(yīng)用于開關(guān)、觸點等產(chǎn)生火花放電的部位,能夠起吸收脈沖干擾和減少電磁騷擾的作用。而普通電容則廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備、微分電機、電動工具、照明燈具、空調(diào)器、電冰箱、洗衣機等家用電器以及電力系統(tǒng)中。
綜上所述,安規(guī)電容是一種安全性能較高的電子器件,其設(shè)計和使用材料都旨在提高電路的安全性和穩(wěn)定性,而普通電容則更側(cè)重于電路的基本功能實現(xiàn)。
熱敏電阻的主要特點是:
①靈敏度較高,其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10~100倍以上,能檢測出10-6℃的溫度變化;
②工作溫度范圍寬,常溫器件適用于-55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃(目前最高可達(dá)到2000℃),低溫器件適用于-273℃~-55℃;
③體積小,能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度;
④使用方便,電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇;
⑤易加工成復(fù)雜的形狀,可大批量生產(chǎn);
⑥穩(wěn)定性好、過載能力強。
安規(guī)電容,也稱為安全電容器,主要用于抗干擾電路中的濾波作用,特別是在電源濾波器里,對共模和差模干擾起到濾波作用。它們的設(shè)計考慮了安全性和EMC(電磁兼容性)要求,通常建議在電源入口處使用。12
安規(guī)電容分為X電容和Y電容,兩者在電路中的連接位置和功能上有所區(qū)別:
X電容通常跨接在L-G/N-G之間,容值允許比Y電容大,但必須在X電容兩端并聯(lián)一個安全電阻,以防止電源線拔插時因電容充放電過程導(dǎo)致電源線插頭長時間帶電。X電容必須取得安全檢測機構(gòu)的認(rèn)證,并標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和耐壓AC250V或AC275V字樣,但其直流耐壓高達(dá)2kV以上。X電容按脈沖電壓可分為X1、X2、X3,其中X1耐高壓大于2.5kV,小于等于4kV;X2耐高壓小于等于2.5kV;X3耐高壓小于等于1.2kV。
Y電容一般成對出現(xiàn),連接于火線與地線以及零線與地線之間,有效濾除8-10MHz之間的差模信號。Y電容注重絕緣等級,必須符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),以防引起電子設(shè)備漏電或機殼帶電。Y電容按絕緣等級分為Y1、Y2、Y3、Y4。
安規(guī)電容的型號參數(shù)包括電容量、額定電壓、精度、工作溫度范圍、尺寸等。例如,Y電容的電容量范圍廣泛,從0.1μF到4700PF不等,額定電壓涵蓋2000V(2KV)至500V,精度有±10%、±20%、±5%等,工作溫度范圍從-25°C到125°C,尺寸參數(shù)如直徑、厚度、腳距等也有具體規(guī)定。
選擇合適的安規(guī)電容時,需要考慮電路的具體需求、安裝空間、以及安全認(rèn)證要求等因素。