本文主要是關(guān)于鉭電容的相關(guān)介紹,并著重對鉭電容溫度特性曲線圖原理進(jìn)行了詳盡的闡述。
鉭電容是 電容器中體積小而又能達(dá)到較大電容量的產(chǎn)品,是1956年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首先研制成功的,它的性能優(yōu)異。鉭電容器外形多種多樣,并制成適于表面貼裝的小型和片型元件。鉭電容器不僅在軍事通訊,航天等領(lǐng)域應(yīng)用,而且鉭電容的應(yīng)用范圍還在向工業(yè)控制,影視設(shè)備、通訊儀表等產(chǎn)品中大量使用。
鉭電容全稱是鉭電解電容,也屬于電解電容的一種,使用金屬鉭做介質(zhì),不像普通電解電容那樣使用電解液,鉭電容不需像普通電解電容那樣使用鍍了鋁膜的電容紙繞制,本身幾乎沒有電感,但這也限制了它的容量。此外,由于鉭電容內(nèi)部沒有電解液,很適合在高溫下工作。 這種獨(dú)特自愈性能,保證了其長壽命和可靠性的優(yōu)勢。固體鉭電容器電性能優(yōu)良,工作溫度范圍寬,而且形式多樣,體積效率優(yōu)異,具有其獨(dú)特的特征:鉭電容器的工作介質(zhì)是在鉭金屬表面生成的一層極薄的五氧化二鉭膜。此層氧化膜介質(zhì)與組成電容器的一端極結(jié)合成一個整體,不能單獨(dú)存在。因此單位體積內(nèi)具有非常高的工作電場強(qiáng)度,所具有的電容量特別大,即比容量非常高,因此特別適宜于小型化。
主要特性
鉭電容的特性_鉭電容器具有非常高的工作電場強(qiáng)度,并較任何類型電容器都大,以此保證它的小型化。
鉭電容的特性_鉭電容器可以非常方便地獲得較大的電容量,在電源濾波、交流旁路等用途上少有競爭對手。
鉭電容的特性_鉭電容器具有單向?qū)щ娦?,即所謂有“極性”,應(yīng)用時應(yīng)按電源的正、負(fù)方向接入電流,電容器的陽極(正極)接電源“+”極,陰極(負(fù)極)接電源的“-”極如果接錯不僅電容器發(fā)揮不了作用,而且漏電流很大,短時間內(nèi)芯子就會發(fā)熱,破壞氧化膜隨即失效。
鉭電容的特性_鉭電容器工作電壓有一定的上限平值,但這方面的缺點(diǎn)對配合晶體管或集成電路電源,是不重要的。
鉭電容的特性_鉭電容器具有儲藏電量、進(jìn)行充放電等性能。
標(biāo)識方法
(1) 直標(biāo)法:用字母和數(shù)字把型號、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。
(2) 文字符號法:用數(shù)字、文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。文字符號表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.2pF,D——±0.5pF,F(xiàn)——±1pF。
(3) 色標(biāo)法:和電阻的表示方法相同,單位一般為pF。小型電解電容器的耐壓也有用色標(biāo)法的,位置靠近正極引出線的根部,所表示的意義如下表所示:
顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰
耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V
(4) 進(jìn)口電容器的標(biāo)識方法:進(jìn)口電容器一般有6項(xiàng)組成。
第一項(xiàng):用字母表示類別:
第二項(xiàng):用兩位數(shù)字表示其外形、結(jié)構(gòu)、封裝方式、引線開始及與軸的關(guān)系。
第三項(xiàng):溫度補(bǔ)償型電容器的溫度特性,有用字母的,也有用顏色的,其意義如下表所示:
序號 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差
1 A 金 +100 R 黃 -220
2 B 灰 +30 S 綠 -330
11 P 橙 -150 YN -800~-5800
備注:溫度系數(shù)的單位10e -6/℃;允許偏差是 % 。
第四項(xiàng):用數(shù)字和字母表示耐壓,字母代表有效數(shù)值,數(shù)字代表被乘數(shù)的10的冪。
第五項(xiàng):標(biāo)稱容量,用三位數(shù)字表示,前兩位為有效數(shù)值,第三為是10的冪。當(dāng)有小數(shù)時,用R或P表示。普通電容器的單位是pF,電解電容器的單位是uF。
第六項(xiàng):允許偏差。用一個字母表示,意義和國產(chǎn)電容器的相同。
也有用色標(biāo)法的,意義和國產(chǎn)電容器的標(biāo)志方法相同。
進(jìn)口的,以477 A71N13為例,后邊六位分別與上述六項(xiàng)對應(yīng)
封裝方法
電容:可分為無極性和有極性兩類,無極性電容下述兩類封裝最為常見,即0805、0603;所以其溫度穩(wěn)定性以及精度都不是很高,而貼片元件由于其緊貼電路版,所以要求溫度穩(wěn)定性要高,所以貼片電容以鉭電容為多,根據(jù)其耐壓不同,貼片電容又可分為A、B、C、D 四個系列,具體分類如下:
類型封裝形式耐壓
A 3216 10V
B 3528 16V
C 6032 25V
D 7343 35V
貼片電容的尺寸表示法有兩種,一種是英寸為單位來表示,一種是以毫米為單位來表示,貼片電容的系列型號有0402、0603、0805、1206、1812、2010、2225、2512,是英寸表示法,04 表示長度是0.04 英寸,02 表示寬度0.02 英寸,其他類同
型號尺寸(mm)
英制尺寸公制尺寸長度及公差寬度及公差厚度及公差
0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.05
0603 1608 1.60±0.10 0.80±0.10 0.80±0.10
0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20
1.00±0.20
1.25±0.20
1206 3216 3.20±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20
1808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 ≤2.00
1812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 ≤2.50
2225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 ≤2.50
3035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 ≤3.00
在介紹AVX 鉭電容的溫度特性曲線前,我們必需對以下兩個基本概念有所認(rèn)識:
額定容量(CR)
這是額定電容。對于鉭OxiCap?電容器的電容測量是在25° C 時等效串聯(lián)電路使用測量電橋提供一個0.5V RMS120Hz 的正弦信號,諧波與2.2Vd.c.
電容公差
這是實(shí)際值的允許偏差電容額定值。
AVX 鉭電容的溫度特征。
鉭電容器的電容隨溫度變化而發(fā)生變化。這種變化本身就是一個小的程度上依賴額定電壓和電容的大小。從下面的溫度曲線圖上可以看出在工作溫度范圍內(nèi),鉭電容和鈮電容的容量會隨著溫度的上升而上升。
損耗角正切(TAN)。
這是一個在電容器的能量損耗的測量。它表示,為棕褐色,是電容器的功率損耗其無功功率分為一組指定的正弦電壓頻率。也用的術(shù)語是功率因數(shù),損耗因子和介電損耗。 COS(90 - )是真正的功率因數(shù)。 “使用測量進(jìn)行測量譚橋梁,提供一個0.5V RMS120Hz 的正弦信號。
耗散與溫度的關(guān)系
耗散系數(shù)隨溫度變化的典型曲線表演。這些地塊是鉭和OxiCap 相同電容器。
耗散因數(shù)測量的切線損耗角(TAN),以百分比表示。測量DF 是開展測量橋梁供應(yīng)一個0.5V RMS120Hz 的正弦信號,免費(fèi)諧波與偏見2.2Vdc. DF 值是溫度和頻率依賴性。注意:對于表面貼裝產(chǎn)品所允許的最大DF 值表示的收視率表是很重要請注意,這些限額會見了由組件后基板上焊接。
耗散因數(shù)的頻率依賴性
隨著頻率的增加損耗因數(shù)所示鉭和OxiCap 廬電容器的典型曲線相同的AVX 鉭電容的阻抗(Z)。
這是電流電壓的比值,在指定的頻率。三個因素促成了鉭電容器的阻抗;半導(dǎo)體層的電阻電容價值和電極和引線電感。在高頻率導(dǎo)致的電感成為一個限制因素。溫度和頻率的行為確定這三個因素的阻抗行為阻抗Z.阻抗是在25° C 和100kHz.
AVX 鉭電容的等效串聯(lián)電阻ESR.
阻力損失發(fā)生在一切可行的形式電容器。這些都是由幾種不同的機(jī)制,包括電阻元件和觸點(diǎn),
粘性勢力內(nèi)介質(zhì)和生產(chǎn)旁路的缺陷電流路徑。為了表達(dá)對他們的這些損失的影響視為電容的ESR. ESR 的頻率依賴性和可利用的關(guān)系;ESR=譚δ2πfC 其中F 是赫茲的頻率,C 是電容法拉。ESR 是在25 ° C 和100kHz 的測量。ESR 是阻抗的因素之一,在高頻率(100kHz和以上)就變成了主導(dǎo)因素。從而ESR 和阻抗幾乎成了相同,阻抗僅小幅走高。
AVX 鉭電容的阻抗和ESR 的頻率依賴性。
ESR 和阻抗都隨頻率的增加。在較低頻率值作為額外的貢獻(xiàn)分歧阻抗(由于電容器的電抗)變得更加重要。除了1MHz 的(和超越電容的諧振點(diǎn))阻抗再次增加由于電感,電容的。
典型ESR 和阻抗值是類似的鉭,鈮氧化物材料,從而在相同的圖表都有效鉭電容和OxiCap電容器。
AVX 代理談鉭電容的阻抗與溫度的關(guān)系和ESR.在100kHz,阻抗和ESR 的行為相同,隨著溫度的升高下降的典型曲線
鉭電容的浪涌電壓
AVX 鉭電容能承受的電壓和電流浪涌能力是有限的,這是基于所有電解電容的共同屬性,一個值夠高的電應(yīng)力會穿過電介質(zhì),從而破壞了介質(zhì)。例如一個6 伏的鉭電容在額定電壓運(yùn)行時,有一個167 千伏/毫米電壓的電場。因此一定要確保整個電容器終端的電壓的決不會超過規(guī)定的浪涌電壓評級。作為鉭電容負(fù)極板層使用的半導(dǎo)體二氧化錳有自愈能力。
然而,這種低阻是有限的。在低阻抗電路的情況下,電容器可能被浪涌電流擊穿。降壓的電容,增加了元件的可靠性。額定電壓使用上常見的電壓軌跡,低阻抗鉭電容在電路進(jìn)行快速充電或放電時,保護(hù)電阻建議為1Ω/ V.如果達(dá)不到此要求應(yīng)使用鉭電容器降壓系數(shù)高達(dá)70%.在這種情況下,可能需要更高的電壓比作為一個單一的電容。 A 系列組合應(yīng)被用來增加工作電壓的等效電容器:
例如,兩個22μF25V 系列部分相當(dāng)于一個11μF50V 的一部分。
是指電容在很短的時間經(jīng)過最小的串聯(lián)電阻的電路33Ohms(CECC 國家1KΩ)能承受的最高電壓。浪涌電壓,常溫下一個小時時間內(nèi)可達(dá)到高達(dá)10 倍額度電壓并高達(dá)30 秒的時間。浪涌電壓只作為參考參數(shù),不能用作電路設(shè)計(jì)的依據(jù),在正常運(yùn)行過程中,電容應(yīng)定期充電和放電。
不同溫度下浪涌電壓的值是不一樣的,在85 度及以下溫度時,分類電壓VC 等于額定電壓VR,浪涌電壓VS 等于額度電壓VR 的1.3 倍;在85 到125 度時,分類電壓VC 等于額定電壓VR 的0.66 倍,浪涌電壓VS 等于分類電壓VC 的1.3 倍。
鉭電容的反向電壓
AVX 鉭電容的反向電壓是有嚴(yán)格的限制的,具體如下:
在1.0V 25° C 條件下最大為10%的額定直流工作電壓
在0.5V 85° C 條件下最大為3%的額定直流工作電壓
在0.1V 125℃條件下最大為1%的額定直流工作電壓
反向電壓值均以鉭電容在任何時間上的最高電壓值為準(zhǔn)。這些限制是假設(shè)鉭電容器偏振光在其大多數(shù)的正確方向工作壽命。他們的目的是涵蓋短期逆轉(zhuǎn)如發(fā)生在開關(guān)瞬態(tài)極性期間的一個印象深刻的波形的一小部分。連續(xù)施加反向電壓會導(dǎo)致兩極分化,將導(dǎo)致漏電流增大。在在何種情況下連續(xù)反向應(yīng)用電壓可能會出現(xiàn)兩個類似的電容應(yīng)采用與負(fù)端接背回配置連接在一起。在大多數(shù)情況下這種組合將有一個標(biāo)稱電容的電容的一半無論是電容。在孤立的脈沖條件或在最初幾個周期內(nèi),電容可能的方法完整的標(biāo)稱值。反向電壓等級的設(shè)計(jì)蓋小級別游覽得天獨(dú)厚的條件弄錯極性。引用的值是不打算覆蓋連續(xù)的反向操作。
鉭電容的疊加交流電壓(Vr.m.s.)------又稱紋波電壓
這是最大的r.m.s.交流電壓;疊加一個特區(qū)電壓,可應(yīng)用到一個電容。在華盛頓的總和電壓和峰值疊加A.C.電壓不得超過該類別電壓。
鉭電容的成型電壓。
這是在陽極氧化形成的電壓。 ”這個氧化層的厚度是形成電壓成正比一個電容器,并在設(shè)置額定電壓的一個因素。
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