薄膜电容器产品选型指南及注意事项
薄膜电容器作为一款在音响、音箱等领域使用十分广泛的电子元器件,对它有正确的认识很有必要,同时在选购的时
候也要避开误区。在电压调节器中,以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容:多层陶瓷电容、固态钽电解电容
和铝电解电容。设计人员在选择旁路电容时,以及薄膜电容器用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其
它应用时,都必须考虑影响因素。
薄膜电容器产品选型指南:
1.电容器的额定电压:
指在额定温度范围内可以连续施加到电容器的直流电压或脉冲电压的峰值。考虑到可靠性降额使用要求,通常要求实
际工作电压应小于80%的额定电压值。
2.电容器的工作电压选择:
通过电容器的脉冲电压和耐电压,由于薄膜电容器存在损耗,在高频和高脉冲条件下使用时,如有较大通过电容器的电
流会使薄膜电容器的自身发热,严重时将会有热击穿等(冒烟、击穿)的危险,因此使用中还受到电容器额定电流的限制。
使用时必须确保这两个电压都在允许范围之内。如果无法确定实际工作电压(电流)波形,可用电容器工作的自身温升来
确定,通常对聚酯类电容,允许自身温升在小于10C的条件下使用。对于聚丙烯电容,允许在自身温升在小于5℃的条件下
使用。(实际测量应在电容器端面引线焊接部位表面测试)
3.电容器容量和引线跨距的选择:
1) 容量选取必须符合E24系列值范围内:1.0, 1.1, 1.2,1.3, 1.5,1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6,
3.9,4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1共24级,其中下面画横线的为E12系列值,为优选系列值。
2)容量取值范围应符合各类电容器通用规格书中给出的容量范围 :
不同厂家提供的规格书,其容量的上、下限范围可能略有不同,但如果容量选取值已明显低于该类别的下限值,则应在陶瓷电
容器中选取,反之如容量值已高于该类别的上限值,则应在电解电容器中选取。
3)引线成型脚距的选取:
不同型号不同规格的薄膜电容器,其引线常规间距P 在厂家规格书中都有确定的数值,但在实际使用中,根据PCB装配要求,
可以要求厂家成型供货,给出的成型后脚距F的尺寸要求。
使用薄膜电容要注意以下几点:
1)薄膜电容的额定电压必须与本地区电网电压相符合,对于某些电压过高或者有谐波存在的电网,
由于高次谐波,尤其是三、五、七次谐波,能量大的,危害也属于较强,在配置时,应采取措施予
以避免和隔离。
2)注意运行环境温度。由于过高的运行温度会导致薄膜电容的电化学反应加剧,影响自愈时的热
量消散,将导致自愈失败或使用寿命短缩,因此,安装薄膜电容器时应避开热源,改善散热及通风
环境。
3)电容器柜应设有合理的保护装置:
①调整合适的延时及放电时间,投入与切除电容器组要配有限流及放电装置。因为薄膜电容内阻小,
浪涌电流可能高达上万安倍,为了防止新投入的电容器受到旁侧先投入的电容器对其放电,所以应
设置限流保护装置;为了***运行及维护薄膜电容的安全,必须设置放电装置;
②投切程序应遵守先投先切,后投后切的原则;
③为了防止频繁投切,电容器组在切除时必须保留足够容量,作为基数组。
交流电路中薄膜电容器的工作原理
随着科技的发展的进步和薄膜电容器可以代替电解电容的优势出来,因此使用薄膜电容器的频率也越来越高。
而今天小编将要跟大家分享的是薄膜电容器在交流电路中的工作原理。在中学阶段有句话是这样说的通交流,阻
直流,说的就是电容的这个性质。在直流电路中,薄膜电容器相当于断路的。
我们可以从薄膜电容器的结构先说起,最简单的电容是由于绝缘电介质结构成的。通电后极板带电,形成电压
(电势差),但是中间由于绝缘的物质,所以是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击
穿电压)的前提条件下的。
我们都知道任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质都是可以导电的,我们称这
个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见
不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。
但是在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化。而薄膜电容器充放电的过程是有时间的,
这个时候,在极板间形成的变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过场的形成在薄膜
电容器间通过的。看完以上的分享你对薄膜电容器在交流电路中的原理有所了解了吗。更多优质的电容器尽在JEC,
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薄膜电容器是以金属箔当电极,将其和聚乙窬,聚丙烯,聚笨乙烯或聚碳酸窬等塑胶薄膜,从两端重叠後,
卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑胶薄膜的种类又被分别称为聚乙窬电容(又称Mylar电容),聚丙烯电
容(又称PP电容),聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。
膜电容器由於具有很多优良的特性,因此是一种性能***的电容器。它的主要等性如下:无极性,绝缘阻抗
很高,频率特性优异(频率响应宽广),而且介质损失很小。基於以上的优点,所以薄膜电容器被大量使用在模拟
电路上。尤其是在信号交连的部份,必须使用频率特性良好,介质损失极低的电容器,方能确保信号在传送时,
不致有太大的失真情形发生。在所有的塑胶薄膜电容当中,又以聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为
显着,当然这两种电容器的价格也比较高。然而近年来音响器材为了提升声音的品质,所采用的零件材料已愈来
愈***,价格并非最重要的考量因素,所以近年来PP电容和PS电容被使用在音响器材的频率与数量也愈来愈高。
阻燃环氧树脂在薄膜电容器中的应用
随着技术水平的发展,电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短,而薄膜
电容器凭借其良好的电工性能和高可靠性,成为推动上述行业更新换代不可或缺的电子
元件。未来几年随着数字化、信息化、网络化建设进一步发展和国家在电网建设、电气
化铁路建设、节能照明、混合动力汽车等方面的加大投入以及消费类电子产品的升级,
薄膜电容器的市场需求将进一步呈现快速增长的趋势。同时对薄膜电容器不但提出了更
高的质量要求,而且也为它制定了更严格的安全技术规范,不仅要求它具有耐高湿热和
高强度等技术特性,而且还必须具有良好的阻燃性。这实际上就是要作为薄膜电容器保
护层的环氧树脂包封胶必须适应这些更苛刻的条件。
薄膜电容器
什么是环氧树脂
环氧树脂(EP)是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,活泼的
环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。之所以引起人们的重视,是由于
环氧树脂及其固化物是热固性树脂中综合性能***的:
(1)它有优良的物理机械性能、电绝缘性,固化收缩率小;
(2)稳定性好,固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环,三维交联结构致密又封闭,因
此它耐酸、耐碱及多种介质;
(3)粘结强度高,尤其是环氧基团能与固化剂作用交联生成大分子,具有很强的内聚力;
(4)原料容易取得,制造技术并不复杂,设备也比较简单且工艺性好;
(5)使用方便,能作为涂料,电气绝缘材料,胶粘剂浇注料,灌封料,包封料及玻璃钢
等,用途十分广泛,在国民经济各领域中起着不可缺少的重要作用。
通用型环氧树脂结构示意图
但是普通型环氧树脂的极限氧指数仅为19.8%左右,其易燃性及离火后的持续自燃容易引
发火灾,作为电子电器领域的基础材料使用时,难以满足实际的阻燃要求,必须进行阻燃
处理。
环氧树脂的阻燃改性
环氧树脂达到阻燃有两种方法,一般可分为“复合型”和“结构型”两种。
2.1、复合型阻燃环氧树脂
复合型阻燃环氧树脂是指在环氧树脂中加入各种不参与固化反应的阻燃添加剂,从而使材
料具有阻燃性能,具有工艺简便、成本低廉、原料来源较为广泛和操作方便等特点。目前
使用的添加型阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。常用的无机阻燃剂有氢氧化铝、氢
氧化镁、膨化物、三氧化二锑、红磷等。有机阻燃剂包括有机卤系(如氯化石蜡、四溴双
酚A、十溴二苯醚等)和有机磷系阻燃剂(如磷酸三苯酯、磷酸***苯酯、三(氯乙基)
磷酸酯等)。
(1)无机阻燃剂
颇具代表性的金属基氢氧化物,性能稳定,价廉低毒,具有阻燃和抑烟作用,是环氧树脂
的常用阻燃剂,但其用量必须较大,如加入质量分数44.2%的氢氧化铝时,阻燃环氧树脂
的氧指数可达28.2%。红磷和氢氧化铝复配使用时能提高环氧树脂的阻燃效果,同时大幅
降低氢氧化铝的用量。
(2)有机卤系
有机卤系阻燃剂是应用十分普遍的一种阻燃剂,其添加量相对比较少,且阻燃效率较高,
尤其是溴系阻燃剂。但溴系阻燃剂存在的严重缺点是使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低
,且其对人类健康和环境存在着严重的威胁,故在使用中将逐步被其他低毒、***的无
机阻燃剂和有机磷系阻燃剂所取代。
(3)有机磷系
有机磷系阻燃剂是近年来发展较快的一种高性能阻燃剂,兼具阻燃和增塑的功能,拥有较
低的毒副作用及较好的阻燃效果,应用较为广泛,是今后主要发展的非卤新型阻燃剂。
2.2 结构型阻燃环氧树脂
由于大比例添加型阻燃剂的使用一方面会影响材料的机械性能,另一方面在固化和使用过
程中,阻燃剂的迁移会导致阻燃效果逐渐降低,呈现不稳定的阻燃状态。为此,考虑将具
有阻燃功效的反应性单体或固化剂作为制备环氧树脂的原理,将阻燃元素导入环氧树脂的
分子结构,使最终的环氧树脂具有长效、稳定的阻燃性能,且可以保持树脂原有的热力学
性能,如玻璃化转变温度,力学机械性能等。分子结构中带有一定数量的卤素、硅或磷元
素的功能单体都可以考虑作为反应单体和固化剂。
(1)阻燃功能单体原料
这类有阻燃功能单体合成的结构型阻燃环氧树脂,由于分子结构中含有大量的卤素、硅、
磷等阻燃元素,因而这类环氧树脂的阻燃性能极好。如以四溴双酚A替代普通双酚A作为
环氧树脂的反应原料,制备出高分子量的溴化环氧树脂,具有稳定性好、阻燃性能高的
特性。
(2)阻燃固化剂
将卤、硅、磷元素等具有阻燃功能的元素引入普通固化剂的分子结构中,如二氯代顺酐、
四溴苯酐、含磷胺类、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等,或者通过分子设计直接合成具
有阻燃功能的新型固化剂都是值得关注的研究方向。
TDK集团近日推出了两款新系列爱普科斯(EPCOS)MMKP电容器,这两款电容器均采用了聚丙烯薄膜
和双面蒸镀金属化薄膜电极,具有***的耐脉冲能力和纹波电流能力。其电流与电容器型号及频率有
关,***可超过10ARMS。MMKP系列电容器的另一个亮点是设计紧凑,其尺寸介于4mm x 9mm x
13mm和11mm x 18.5mm x 18mm之间,10mm和15mm的引线间距可选。
B32641B*和B 32642B*系列MMKP电容器专为630V DC或1000V DC电压应用而设计,电容值范围为
4.7nF至150nF,***工作温度达+110 °C,主要适用于高频和高电流电路,包括带LLC拓扑的电源谐振
电路。MMKP电容器还适用于开关电源或照明系统的镇流器。
MMKP技术:金属化聚丙烯膜技术(MKP),电极为双面蒸镀的金属化薄膜,可提高电容的耐脉冲能力及
自愈能力。
主要应用
LLC拓扑的电源谐振电路
开关电源
照明系统的镇流器
主要特点和效益
***的耐脉冲能力
***的纹波电流能力,超过10ARMS
尺寸紧凑