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業(yè)內提供的標準的多層陶瓷電容都僅用于直流電路。對于用于250V交流電路的浪涌安規貼片陶瓷電容雖然業(yè)已問(wèn)世，但需要通過(guò)符合國際標準的嚴格的脈沖和峰值電壓測試，因此容值范圍受到極大限制。 現在，針對250Vac 60Hz持續交流電的應用，Knowles公司的Syfer品牌提供了更高電容值的非安規的解決方案。 背景 通過(guò)直流偏置電壓可以很好地區分不同電介質(zhì)的特性： C0G或超穩定1類(lèi)電介質(zhì)材料在外加電壓下容值無(wú)偏離或僅有很小的偏離。 X7R或穩定的2級電介質(zhì)材料在外加電壓下的偏離情況無(wú)法一言以蔽之，但可分為幾個(gè)子類(lèi)別： EIA X7R（CECC 2R1）無(wú)電壓系數的要求 CECC 2C1/MIL BZ在額定電壓下的直流偏置為+20%~-30% CECC 2X1/MIL BX在額定電壓下的直流偏置為+15%~-25% 但是，以上電介質(zhì)都沒(méi)有定義在交流電壓下工作時(shí)的容值變化。 額定電壓是直流的電容器卻常常用在交流環(huán)境下。一般的方法是將直流電容器降額在交流電環(huán)境下使用，這樣做只能提供需要的可靠性，但卻無(wú)法得知電容器在實(shí)際工作條件下會(huì )產(chǎn)生什么樣的變化。Knowles公司Syfer品牌的250Vac系列電容器旨在保證交流應用環(huán)境下的可靠性和一致性。 另一個(gè)需要考慮的因素是電容器的自發(fā)熱效應，這與電容器的容值、耗散因子、頻率和外加電壓的振幅有關(guān)。 測試條件 為了明確交流環(huán)境下多層陶瓷電容的性能，Knowles進(jìn)行了廣泛測試。為了獲取電容器在工作中的性能模擬所需要的數據，電路設計師對電流、容值變化和溫度的上升作了測量。將電容器妥當地安裝在PCB板上，保證PCB不會(huì )給電路系統帶來(lái)額外熱量的情況下，在室溫基礎上我們將溫升控制25℃以?xún)取?br /> Knowles還對其產(chǎn)品作了加速壽命測試，測試在升溫條件下進(jìn)行，電壓和頻率均達到額定最大值，以確保產(chǎn)品達到Knowles的高質(zhì)量標準。 測試結果 測試顯示了當交流電壓作正弦變化，電流通過(guò)AC250電容器時(shí)隨之發(fā)生的變化，這有助于設計師了解對交流應用中使用AC250片式電容時(shí)的情況。 通過(guò)電容器的電流定義如下： Xc是以歐姆為單位的容抗，f是以赫茲為單位的頻率，C是法拉為單位的容值。 測試選取了不同尺寸和容值的電容樣品進(jìn)行。從0V開(kāi)始，在50Hz的頻率下遞增交流電壓有效值，可測量到通過(guò)電容器的電流。將每個(gè)容值單位通過(guò)的電流值（使用初始容值）對比外加電壓，即可繪制出測試圖示如下。 參考該曲線(xiàn)圖，可根據容值推測出電路中的電流。例如：一顆1812 56nF的電容器，可推斷通過(guò)電路的電流值為4.76mA (0.085mA/nF x 56nF)，而瞬時(shí)有效電壓值為200V。變化公式1，我們可計算得出容抗值，Xc=200/4.76-3 =>42016.81ohms。由此可計算出理論容值為76nF。 注釋?zhuān)簲抵稻哂械湫托�，�?huì )隨溫度和精度而改變 測試所需設備：用來(lái)讀取電壓和電流值的數字式電壓表；外加于測試電路的真實(shí)的交流電壓有效值由Chroma 6400系列可編程交流電源提供。 注釋?zhuān)簲抵稻哂械湫托�，�?huì )隨溫度和精度而改變 AC250產(chǎn)品系列 產(chǎn)品尺寸從0805到2220，電介質(zhì)材料為X7R和C0G，容值上限120nF。 容值范圍分成四類(lèi)，分別是在外加電壓下容值變化幾可忽略不計的C0G， 以及X7R材料的三個(gè)子類(lèi)：X7R A，B和C，其在0V-240V 50Hz下的最大容值變化幅度分別為+30%，+30%~-50%以及+30%~-80%。 關(guān)于Knowles: 樓氏集團(Knowles Corporation)是一家紐約證交所上市的公司，它是先進(jìn)的微型聲學(xué)器件、特殊元件和人機界面解決方案的全球供應商和行業(yè)領(lǐng)導者。 樓氏集團(Knowles)下轄電容器業(yè)務(wù)單元提供多層電容、高可靠性電容、單層電容、精密可調電容、EMI濾波器和薄膜器件。電容器業(yè)務(wù)單元由四家卓越的特殊電容器制造商Dielectric Laboratories, Novacap, Syfer 和 Voltronics合并重組而成，制造歷史合計逾175年。我們專(zhuān)業(yè)設計并制造用于高性能、高可靠性應用的元器件。服務(wù)市場(chǎng)涵蓋醫療植入和醫療設備、軍工、航天/航空電子設備、EMI和連接器濾波、石油勘探、儀器儀表、工業(yè)電子、光纖網(wǎng)絡(luò )、通信及汽車(chē)電子。 |
