金属化薄膜电容器损耗的理论分析20111226

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1、金属化薄膜电容器损耗的理论分析安徽工业职业技术学院王振东内容提要:本文通过对金属化薄膜屯容器损耗的理论分析研究，建立损耗分析模型，尤其是金属部分损耗分析模型的建立，为实际生产中确定影响金属化薄膜电容器损耗的主要工艺因素，找出降低或稳定金屈化薄膜电容器损耗有效措施提供理论支持.关键词：电容器损耗理论分析模型金屈部分损耗娥勺引言：金属化薄膜电容器是电子整机和电器、电力设备必不可少的基础元件。随着电子工业和信息技术的高速发展，金属化薄膜电容器的市场需求量愈来愈大。高科技的应用和发展,对金属化薄膜电容器的品种、技术性能、可靠性水平、结构形状和几何尺寸及使用安全性提出了愈來愈苛刻的要求，促使企业必须从低

2、档电容器向高档电容器发展。国际市场上高档电容器供不应求，低档普遍电容器供过于求，其屮损耗是影响电容器档次高低的主要因素，金展化薄膜电容器品质等级同样受损耗（损耗角正切）的影响最大,开展金属化薄膜电容器损耗的理论和工艺研究、提高电容器的制造水平和产品升级是企业面临的共同课题，具有广泛的经济和社会价值。1.金属化薄膜电容器损耗的组成金属化薄膜电容器的损耗主要由介质损耗、漏导损耗和金属损耗组成。1.1介质损耗介质损耗是指绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。介质损耗分为主介质损耗和辅助介质损耗两部分。1.主介质损耗（tgSd^）：对于PE膜，tg8<3xlO

3、-3；对于PP膜，tg8

4、及电极与其引线之间的接触电阻之和。2.金属化薄膜电容器损耗的理论分析模型金屈化薄膜电容器损耗角正切tg8的组成：金属层喷金层引线介质层CpVp二“2尬心+4尬讥2+“lp+2劝Mcpcp2兀fcpRp(2-1)式中：關“——主介质损耗角正切值tgSd2——辅助介质（包括环氧料和外部保护结构介质）损耗角正切值tg8p漏导损耗角正切值tg6e金屈部分损耗角正切值c,主介质的电容量c2辅助介质的电容量Cp主辅介质的总电容量Cp=q+c2f测试频率Rp漏导电阻乙金属部分电阻等效电路图如下：11“，1I图2.2金属化芯子等效电容图对于金属化薄膜屯容器，一般情况下，°最大不超过几百PF，可视q远大于C2,

5、则C卩>>C*2>C~Cjo—+—（g^/2=叭（2-2）Cp漏导损耗：tg6=2,r由于心>1°%相对很大，故仪巧——0,该项可略。上式简化为：$/=鱼$亦+—tg8dl+tg§p^tg3e=關+仪①等效电路图如下：ci心♦1

6、1l1I•Jc厂dc♦II1I1I•图2.3金属化电容器等效电路图分析：损耗々％】取决于金属化薄膜介质的本身，它主要是由介质本身的性质所决定的,在实际牛产过程中，除选择品质优良的金属化薄膜介质外，无更多的办法降低tg3d[o因此,在介质材料确定的条件下，降低或稳定金属化薄膜屯容器损耗主要取决于金属部分rgQ,的损耗，虽然金属部分的损耗约占眩力的5〜10%，但却是最

7、主要的影响因素。1.金属化薄膜电容器金属部分损耗/gQ,的理论分析模型3.1金属部分损耗fgQ,的组成在金属化薄膜电容器生产过程中只要原材料质量保证，介质损耗、漏导损耗则相对不变，可视为一常数。由此可见金属化薄膜电容器的损耗角正切值农5变化是金属部分损耗变化引起的，-BLtg3e=27ifcreo金属部分损耗包括以下四部分，即引出线的损耗丽小、极板（电极电阻）的功率损耗tg®2、喷金层与电容器芯体端面之间的桥接电阻仪戈3和引线与喷金层之间的焊接电阻t讥4四部分组成。即叭=斶+fSe2+第03+球戈4。其等效电路图如下：rel02re354图3.1re的组成等效电路图3.2引出线的损耗叽金属化薄

8、膜电容器引出线的损耗可表示为:tg^=27tfcre}金属化薄膜电容器工作在直流或脉动电路屮，引出线的等效电阻金是很小的，其损耗功率也很小，故引出线的损耗fg%可忽略。尽管如此，为了把引岀线电阻造成的影响减到最小，需对作为电极的引出线加以分析:金属化薄膜电容器的引出线通常采用00.51伽、00.61伽、^0.8mm的镀锡铜包钢线（CP线），其截面图如下:图3.2引出线（CP线）的剖面图因电极的导电