薄膜电容器概述

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薄膜电容器概述
1. 电容器概述
1.1 电容器定义:电容器是能容纳电荷的容器。
1.2 电容器的主要参数:
1.2.1 电容量(C):电容量是电容器容纳电荷的能力。
基本单位:法拉(F)
常用单位:微法(μF);纳法(nF);皮法(pF)
1F=1000000μF;1μF=1000 nF=1000000 pF
1.2.2 损耗角正切值(损耗因素)(DF):在规定频率的正弦电压下,
电容器上的损耗功率与电容器上的无功功率之比。
1.2.3 额定工作电压(Ur):在额定温度下电容器能够长期稳定工作
的最高电压。
1.2.4 绝缘电阻(Ir):在电容器两端施加规定电压时该电压与通过
电容器的电流的比值。
1.2.5 额定工作温度:电容器在额定电压下能够长期稳定工作的最高
温度。
2.电容器的分类:
2.1 按介质分:
薄膜电容器;
陶瓷电容器;
电解电容器。
2.2 按电极分:
箔式电极电容器;
金属化电极电容器。
2.3 按加工方式分:
卷绕型电容器;
叠片型电容器。
2.4 按心子结构分:
有感电容器;
无感电容器。
3. 电容器型号命名规则
第一位 第二位(介质) 第三位

C 电容器 BB 聚丙烯 1 箔式 L 涤纶 (聚酯) 2 金属化 H 混合介质 6 交流 D (铝)电解 8 高压 F 聚四氟乙烯 S 聚碳酸酯
Z 纸质
C 瓷介
Y 云母
B 聚苯乙烯
A 钽
4. 常用电容器类别与结构:
型号 电极 介质 芯子结构 港台型号
CBB11 铝箔 聚丙烯膜 有感
PPI
CH11 铝箔 聚丙烯膜/聚酯膜 有感
CL11 铝箔 聚酯膜 有感
PEI
CBB13 铝箔 聚丙烯膜 无感
PPN
CBB21/22 金属化层 聚丙烯膜 无感
MPP/MKP
CBB28 双面金属化层 聚丙烯膜 无感
MPP/MKP
CBB62 金属化层 聚丙烯膜 无感
X2
CBB81 金属化层/铝箔 聚丙烯膜 无感,内串
PPS
CL21 金属化层 聚酯膜 无感
MEF
5. 电容器的标识
5.1 直标法:
CL21 250V 47nF J
容量偏差:J±5%;K±10%;M±20%
标称容量
额定电压
型号
5.2 代码法
CL21 2E 473 J
容量偏差:J±5%;K±10%;M±20%
标称容量
额定电压
型号
电压代码含义:
第一位:倍率 1表示10的一次方,2代表10的二次方,以此类推;
第二位:基数A=1,B=1.25,C=1.6,D=2,E=2.5,G=4,J=6.3。
1J=101×6.3=63(V)
2E=102×2.5=250(V)
3C=103×1.6=1600(V)
容量代码含义:第一、二位:基数单位为pF。
第三位:基数后零的个数,1表示10的一次方,2代表
10的二次方,以此类推。
471=470pF;472=4700Pf;473=47000pF=47nF;
474=470000pF=470nF;
223=22000pF=22nF=0.022uF;
226=22000000pF=22uF。

6. 电容器的生产过程及重要工序对电容器性能的影响
6.1 有感箔式电容器的生产过程与重要工序:
6.1.1 工艺流程(黑体字加下划线为重要工序):
分切 卷绕 编带 热压 涂硅 预热 内包封 外包封 印字
外观检查 拔芯 测试 成型剪脚/编带 成品检验 包装
6.1.2 :重要工序对箔式有感电容器性能的影响:
分切:耐电压,容量。
卷绕:容量,耐电压。
热压:容量,耐电压,损耗。
预热:高频损耗。
内包封:容量,耐电压,高频损耗。
外观检查:外观,寿命。
测试:容量,损耗,耐电压。
成型剪脚/编带:实用性。
包装:规格一致性(混料),数量准确性。
6.2 金属化电容器的生产过程与重要工序:
6.2.1 工艺流程(黑体字加下划线为重要工序):
分切 卷绕 热压 热处理 遮掩 喷金 解带清理 赋能 焊接
编带 涂硅 预热 内包封 外包封 印字 外观检查 拔芯 测
试 成型剪脚/编带 成品检验 包装
6.2.2 :重要工序对金属化电容器性能的影响:
分切:耐电压,容量,损耗。
卷绕:容量,耐电压。
热压:容量,耐电压,绝缘电阻。
热处理热:容量稳定性。
喷金:损耗,寿命。
赋能:耐电压,寿命。
焊接:损耗,寿命。
内包封:外观,寿命。
外观检查:外观,寿命。
测试:测试:容量,损耗,耐电压。
成型剪脚/编带:实用性。
包装:规格一致性(混料),数量准确性。
7. 不同型号电容器的特性与使用建议
型号 优点 缺点 适用场所
CBB11 高频损耗小,成本低 耐温差,容量小 起跳,续流,
CH11 温度系数低,成本低 耐温差,容量小 起跳,续流
CL11 容量可较大,成本低 损耗大,体积大 隔直,滤波,启动
CBB13 损耗低,耐大电流 耐温差,体积大 隔直,起跳,反馈
CBB21/22 损耗低,体积小,能自愈 耐温差,成本较高 隔直,滤波
CBB28 耐压耐电流能力强 成本高 起跳,续流,反馈
CBB62 安全性好 体积大,成本高 滤波
CBB81 耐压耐电流能力强 体积大,成本高 起跳
CL21 容量较大,成本较低 损耗大,耐电流一般 滤波,隔直

8. 电容器常见失效模式:
8.1 击穿失效:电容器耐电压不良或工作电压(含瞬间电压)过高引
起,工作环境温度过高将引起电容器耐电压能力下降。由于金属
化电容器由自愈能力,在有限过冲电压(包括幅度和次数)下一
般不会失效,如CBB62等安规电容器标准要求1000小时的高温
耐久性试验中每小时要施加一次0.1秒的1000V交流脉冲电压。
箔式产品没有承受瞬间过压的能力。
8.2 开路失效:电容器容量过度下降,属于电容器焊接不良、喷金层
接触不良、金属化层氧化等原因引起,在测试或使用过程中过高
的电流冲击或过高的温度都可能引起电容器开路,金属化电容器
还可能出现损耗过大或容量明显下降等半开路状况,一旦电容器
出现半开路状况,电容器工作状况将严重恶化,一般很快出现开
路甚至击穿。
8.3 绝缘能力不足:金属化电容器在测试或工作中出现自愈但自愈不
充分、潮气过多进入电容器内部时会引起电容器绝缘能力下降。
箔式电容器出现绝缘能力下降的机会远小于出现击穿的机会。
9. 电容器使用中的注意事项
9.1 尽量避免电容器在超高温度下工作:一般经验认为电容器在其
他工作条件相同时工作温度每上升10℃电容器寿命将缩短一倍。
另外,在工作中中若施加在电容器上的视在功率较大,电容器的
损耗也较大时消耗在电容器上的有功功率将较大,电容器将产生温
升,温升过高同样会降低电容器的寿命。因此根据电容器在电路中的
工作状态选用合适的电容器有利于提高电容器和整机的工作寿命。
为了降低电容器的温升可以采取以下方法:
9.1.1 选用损耗因素较小的电容器如聚丙烯电容器(CBB类),但CBB
类电容器耐温性能不如CL类电容器。
9.1.2 必须选用损耗较大的电容器时选用表面积较大的电容器,较大
的表面积有利于散热,可降低电容器的表面温度和内部温度。
9.2 尽量避免电容器工作在超过额定工作电压下工作,箔式电容器
尽量避免使用在由不确定幅度脉冲电压场所。
经验认为在接近额定工作电压时电容器的寿命和工作电压符合
以下关系:
t= t0*(U/U0 )
-a

式中 U、t为电容器使用时施加的电压及该电压下的使用寿命;
U0、t
0
一产品额定电压及该电压下的预期寿命;

a一电压加速指数。
金属化电容器:a=7~9
箔式全膜电容器:a=7.7~9.7
电容器的击穿电压远高于额定工作电压,如CL11-250V-47nF电容
器在工厂内部的测试电压一般为750V,实际击穿电压一般超过2000V,
该电容器短期内在1000V电压下也能正常工作,但寿命会严重短。