薄膜电容器与应用

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薄膜电容器与应用陈永真 0416chenyongzhen@ 13841685729

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薄膜电容器1876年英国D.斐茨杰拉德发明纸介电容器。 这就是薄膜电容器的始祖。 有机介质由于其性能优异而大量应用。 有机介质可以分为聚乙烯、聚苯乙烯、聚 四氟乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚 酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚、漆膜等。 对于电力电子线路来说，应用最多的是聚 酯电容器、聚丙烯电容器。

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薄膜电容器的特点无极性 ESR极低 允许比较高的电流流过 工作电压可以很高 温度范围宽 基本上无寿命限制 金属化电极具有自愈功能

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薄膜电容器的基本参数额定直流电压、额定交流电压 电容量 ESR、ESL dv/dt、有效值电流、峰值电流 工作温度

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额定直流电压、额定交流电压额定直流电压：是在整个温度范围内允许 持续施加的直流电压。 试验电压：电容器出厂前形式试验时对电 容器施加的电压，一般在1.5~2倍，持续时 间2分钟或500小时。 介电强度：电容器的介质所能承受的电压， 这个电压高于试验电压。 额定交流电压：电容器工作在交流电压下 可以连续施加的交流电压有效值。

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额定交流电压与额定直流电压关系在一般情况下，额定交流电压与额定直流 电压关系为：

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电容器的交流电压与频率的关系当交流电的频率很低时，流过电容器的电流也很 低，这是电容器所允许施加的交流电压为额定交 流电压。 随着频率的升高，流过电容器的电流增加。当流 过电容器的电流达到电容器的额定电流时，将不 允许继续增加电流。为了限制电流，需要电压降 额。 随着频率继续升高，电容器的介质损耗上升，由 于电容器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加， 将要求ESR损耗降低，也就是说要进一步降低电 流有效值，来保证电容器的损耗为额定值。

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电容器的电压与频率的关系电容器可承受的交流电压、电流与频率的 关系

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薄膜电容器电压与频率的关系当频率升高到一定程 度时，薄膜电容器允 许施加的电压将随频 率的升高而降低。

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薄膜电容器电压与温度的关系薄膜电容器在不同温度下可承受的交流电 压

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电容量的变化与温度的关系

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ESR、ESL与阻抗频率特性

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dv/dt 、峰值电流、有效值电流电容器的电流与dv/dt的关系：

dv iC C dt 当dv/dt为峰值时，对应的电流为峰值电流。 电容器允许的有效值电流受流过的电流在 ESR上的损耗限制

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工作温度不同的介质，电容器的最高工作温度不同。 一般来说，聚酯电容器的最高工作温度为 +125℃;聚丙烯电容器多为+85℃。

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损耗因数与频率的关系

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损耗因数与温度的关系

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应用薄膜电容器需要注意的问题应用条件： 工作电压状态

电压变化速率 流过电容器的有效值电流与峰值电流

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薄膜电容器在电力电子线路中的主 要作用旁路 缓冲与箝位 谐振 平滑与直流支撑 急剧放电 电源电磁干扰抑制

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薄膜电容器用作旁路目的： 降低直流母线阻抗； 吸收来自负载的纹波 电流，抑制直流母线 电压因负载突变而出 现的波动。

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薄膜电容器用于直流母线旁路

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对性能的要求尽可能低的ESR 满足要求的电容量 满足要求的额定有效值电流和峰值电流