电容器的基础知识和失效模式

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1、专业技术资料分享电容器的基础知识的讲义——孔星1.电容器的基本概念a.电容：使导体每升高单位电位所需要的电量。C=q/U（库仑/伏特）b.单位（法拉F）1F=1库仑/1伏特=106μF=1012pF1μF=103nFc.电容器：由多个导电体组成的能够存储电荷的容器。CAB=QA/（UA-UB）d.电容器的联接：串联：1/Cs=1/C1+1/C2并联：Cp=C1+C22.电容器的基本参数2.1电容量平板电容:C=εs/dε=ε0εrS=L*WWORD资料下载可编辑专业技术资料分享2.2损耗角正切DD=tgδ=P有/P即通过电容器的总功率与在电容器内的热功耗D=D（f×t）；P=P无+P有P

2、有=VIP无=tgδ=tgδS+tgδPtgδS=ωCRStgδp=1/ωCRPRS：串联电阻RP：并联电阻2.3耐压Vt-t：穿介电场强度与电应力有关，V=V（f×t）eg：弹性势能E=1/2kX²弹性力：f=-ӘE/Әx=-1/2×k×2x=-kx2.4绝缘电阻RI（漏电流）：介质内部的本征漏电流及吸收电流；本征漏电流：杂质决定吸收电流：介质极化引起（例如偶极子⊕----Θ）运动2.5过流能力（dv/dt）Ip=Cdv/dt；I=Ir+IpIr=2πfcuIp=c*dv/dtWORD资料下载可编辑专业技术资料分享2.6耐温T：电容器的最高/最低使用温度（-40/105）；2.7热稳定

3、性（Δt-t）：电容器正常发热时温升达到稳定所需要的时间，（2h，48h）；热稳定时间越短(同体积)，说明热稳定性越好。2.8自愈性（SH）：介质击穿后自我恢复能力（ΔC/C≤0.5%，自愈次数＜2次）；a.ΔC/C≤0.5%u≤3.5un自愈声0.8un<2次介质自愈性：碳沉积量：ppa1pp45PET55b.电板自愈性：焦耳热(cm²)AL:1.6*10-²JZnAL:3.2*10-³2.9安全性（1）阻燃性：（UL94V-0级）（2）防爆：P0P1P2三级；（3）灼热丝：带焰燃烧t<30S(T=750℃,10S)2.10耐久性（寿命等级）条件：电压1.25Un/1.4Un温度T=T

4、max连续工作A级10000hB级2000hC级600hD级200h2.11可靠性等级（λ：失效率10-λ）分为五级六级七级八级九级。(1)失效率•λ＝1/（元件数•小时）1fit=1×10－9/h•平均无故障时间MTBF(R(t)e-λt)=1/λ(2)失效率等级•亚五级Y3*10-5五级W1*10-5六级L七级Q八级BWORD资料下载可编辑专业技术资料分享九级J十级S1*10-10•民用级军用级宇航级24168h240h100h1000h2.12热阻(1)电容器的发热点与环境的温度与电容器产生的功率耗损的比值:Rδ=△T/P有(稳定态)（2）Rδ与P有关系3.电容器的分类与特点：3.

5、1按介质分类（1）金属化纸介质电容器，其代表型号有：CJ10、CJ41、CJ48、CJ3、CJD、CJZ、CJMJ等。纸介电容器，其代表型号有：CZ、CZM、CZK、CZC、CZY等。这类电容器的比电容较高，体积较小，但损耗较大、绝缘电阻啼低。主要用于交流分量小于额定直流电压，以及可容许偶然出现低的绝缘电阻及瞬间击穿的直流或低频电路中。应用交流峰值不得超过额定直流电压的20％；直流电压与交流电压之和不得超过额定直流电压值。（2）有机薄膜电容器，适用于高频范围的代表型号有：聚苯乙烯CB、CBM、CBF、CBJ-L、CBMJ及聚丙烯CBB、CBBS。这类电容器，其特点是介质损耗小，绝缘电阻高

6、、吸收系数低，温度稳定性好、频率特性稳定；适用于低电压及储能的涤纶电容CL及聚碳脂漆膜电容CQ；其特点是耐热性好、耐压强度高、比电容大、高温性能好。而CBMJ适用于标准电容器，其精度最高可达±0.05％。这种电容可用在宽的温度范围内，要求有较高的绝缘电阻、低的介质吸收或低损耗的电路中，其外加电压的交流分量和直流电压之和不得超过额定直流电压值，交流峰值不得超过额定直流电压值的20％（在60HZ）、15％（120HZ）、在1％（1000HZ）。（3）陶瓷电容器，其代表型号有：1型陶瓷电容器（CC、CCG、CCW、CCWY、CCSD、CCTD、CCM等）主要用于高稳定电路和温度补偿电路。它们的

7、损耗角正切较低、介质系统变化小范围较宽。其中，独石瓷介电容器（CC4D）具有比电容高、介质损耗低、绝缘电阻高及电容量稳定等特点。它们可有效地工作在高额、超高额或微波段，特别适合于谐振电路或其它要求低损耗和容量稳定的电路中，2型陶瓷电容器CT具有很高的介电系数和较大的损耗角正切值，其容量和和损耗角正切值的频率—WORD资料下载可编辑专业技术资料分享温度特性都较差。主要用于体积小、大电量的电路中。这些电容器可作为容许容量随温度而变化的高