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塑胶薄膜电容器 Metall Plastic Film Capacitors Plastic Capacitors SINCERITY ■塑胶薄膜电容器 Technical Terms & Calculation Formulae 术语说明及计算公式 介质材料 薄膜电容器 塑料薄膜电容器之电气特性主要取决于所使用之介质材料 塑料薄膜电容器可通分为膜箔式电容器与金属化膜电容器两大 之性质。 类。 聚乙酯（PE）膜 膜箔式电容器 PE 膜具有较高之介质损耗，从而使其较适用于 10KH 以下 基本上膜箔式电容器由一双极版所构成，而极板间则由一绝缘塑 之应用。 料薄膜（亦称介质）分隔开。 同时 PE 膜具有较高之介质常数，因此可以较小尺寸得到所 而端子（或导线）则分别联接至一极板（一般为有感型），或者联 需之容值。 接至电容素子之两端面（无感型）。膜箔式电容器具有高耐压强度， 极佳之耐电流与耐脉冲能力，以及极佳之容值稳定性。 而且 PE 膜之使用温度范围较其他常用之介质来得广阔。 金属化膜电容器 PE 薄膜电容器公认属于一般用途之电容器，具有最佳之体 金属化膜电容器之电极由一层极薄（厚仅 0.02um~0.1um 之铝质真 积效率，而且价格较低，最适合使用于各种直流电路之应 空镀于介质薄膜或另外之载体薄膜之上所构成。而目前使用于薄 用，例如耦合，旁路，封锁及除噪等线路。 膜电容器之介质材料之厚度则在 0.9um 与 20um 之间。 聚丙烯（PP）膜 金属化膜电容器之素子端面需喷上焊接材料（俗称喷金层），而后 PP 膜具有较低之损耗因素及介质损耗，从而使其适合高压 再以焊接或熔接方式分别联接端子或导线，金属货膜电容器均具 高频及高脉冲电流之应用。 有高体积效率及具有自愈性之优点。 PP 薄膜电容器适用于高频之交流或脉冲电路之应用，例如 金属化膜电容器之自愈性质 驰返，调频及校正电路。 所谓自愈是指可以自行排除由针孔，薄膜瑕疵或外部瞬间高压所 导致之层间短路不良，而恢复正常。 而且还广泛使用于开关式电源供应器，SNUBBER,频率辩别 在层间短路时电弧所产生之热能将失效点周围之极薄镀层蒸发， 及滤波电路，还适用于储能方面之应用。 因此排除并隔离短路现象。自愈过程仅需数 Uw 之能量，而且通 常在 10us 以内完成。较广泛而连续之自愈（例如误用）则会逐步 步降低容值。 ■介质性质（典型参数） 参数 介质常数 25℃/50Hz 最小厚度 (micron) 最高工作温度 ℃ 损耗因数 at 1KHz(%) 绝缘电阻 (MΩ.μF) 吸湿度%重 量比 温度系数 (ppm/℃) PE 3.2 1 125 0.5 25,000 0.4 +400 ±200 PP 2.2 4 105 0.02 100,000 0.01 -200±100 Note：使用涉及到和极限参数有关问题请与 SINCERITY 联系 Page1 http://www.srdkj.com 塑胶薄膜电容器 Metall Plastic Film Capacitors Plastic Capacitors SINCERITY Technical Terms & Calculation Formulae 术语说明及计算公式 额定电压（VR） 最高温度（Tmax） 额定电压为电容器设计时予以设定之工作电压，指该电容器在 最高温度或称上限温度是指电容器仍可维持运作之最高温度。 操作温度+85℃以内，可以连续加于电容器端子间之最大直流 电压(Vdc)或最大交流电压有效值（VRMS）或脉冲电压。 在负载情形下，周温与因负载引致之温升总和不可超过电容之最 高温度。 电容器之额定电压取决于介质材料特性，薄膜厚度及操作温 度，如果操作温度高于+85℃但低于最高湿度，则额定电压应 最低温度(Tmin) 予以降低。 最低温度或称下限温度是指电容器仍可维持运作之最低温度。 耐压强度或介质强度（VT） 额定容值（CR） 电容器之耐压强度高于其额定电压，但只能在有限时间内施 额定容值之定义为在电容器包括理想电容与等效串联电阻之等 加，一般耐压强度是在两电极间测试，典型的测试时间为 2 秒。 效串联电路中之电容那份。额定容值为电容器设计时设定之主要 参数。 对金属化膜电容器而言，在耐压测试过程中出现自愈现象是可 额定容值之测定应在测试电压 1 VRMS max，测试频率在 1KHz 以容许的。 ±20%及周温+20℃条件下进行。容值容许差表示在+20℃条件下 交流电压（VAC） 电容器之容值与额定容值间可接受之最大偏移范围。由于介质薄 本型录中所提及之交流电压额定电压额定均指无脉冲之弦波 膜之介质常数与频率有关，容值会随着频率之上升而降低。高相 电压。因此除 MPX 型号以外，本型录之其他电容器均不应使 对湿度则会使容值上升，而此项改变是可逆的。 用电力应用上(例如直接跨接交流电源)。 容值漂移（长期稳定性） 若使用于较高频率，则可使用之交流电压应予降低，降低比例 除了可逆性变化以外，电容器之容值也会有些不可逆之变化，亦 请参见本型录中相关之，（容许交流电压 vs 频率曲线图）。 称漂移。 脉冲电压 漂移之方向与程度主要取决于介质材料，随着时间推移，漂移现 脉冲电压之 RMS 有效值(VRMS)不可高于电容器之额定交流 象会逐频减小趋于稳定，经常或剧烈之温度变化可能增大漂移 电压（VR(AC)）. 值。 VR(AC)≥VRMS 脉冲电压之峰值（Vo-p）不可高于电容器之额定直流电压 温度系数（TC） （VR(DC)）. 温度系数是指在指定温度范围内，容值之平均变化率。 VR(AC)≥Vo-p 印加交流电压 对电容器而言，一般在+20℃时之容值为基数计算，表示温度每 当一交流电压印加于直流电压时，直流电压（VDC）与所印加 变化 1℃时容值之变化程度。温度系数为正为负依介质材料而定。 交流电压峰值（Vo-p）之总和不可高于电容器之额定直流电压 (C2-C1)×1,000,000 TC= (VR(DC)). VR(DC)≥VDC+Vo-p C20×(T2-T1) (ppm/℃) C1=温度 T1 时之容值（uF ） 周温（Tamb） C2=温度 T2 时之容值（uF ） 所谓周温是指电容器近周之温度，并不一定是室温。通常，周 C20=+20±2℃时之参考容值(uF ) 温与未加负载之电容器表面温度是一 致的。 Note：使用涉及到和极限参数有关问题请与 SINCERITY 联系 Page2 http://www.srdkj.com 塑胶薄膜电容器 Metall Plastic Film Capacitors Plastic Capacitors SINCERITY Technical Terms & Calculation Formulae 术语说明及计算公式 损耗因素(DF) 电感量(L) (tanδ ) 损耗因素，亦“tanδ”，为电容器之等效串联电阻（ESR）与其 电容器之电感量取决于电容素子之结构设计及导电端子之长度 容抗之比值，或为在特定频率之正弦波电压下，电容器之主动 与厚度幅向导线型电容器之典型电感值为 1.0nH/1mm 导线长。 功率与感应功率之比值。 阻抗（Z） 损耗因素一般反应介质薄膜之极化损耗及电容器导体接触电 电容器之阻抗为其等效串联电阻（ESR）与容抗之向量和之大小。 阻引起之损耗之大小，对薄膜电容器而言，由绝缘电阻产生之 在此等效串联电路中一串联电感也列入考虑。 并联损耗是可以忽略的。 Z= 损耗因素随温度及频率而异，并非固定值。 损耗功率 ESR DF= PD=VRMS 2×2πf c×tanδ×1000(mW) Xc 损耗因素之倒数亦称为 Q 因素。 Q= ESR2+(ωL-1/ωC) 2 PD=损耗功率（mW） VRMS=电压 RMS 有效值（V） 1 F=频率（Hz） tanδ 等效串联电阻（ESR） C=容值（F） 等效串联电阻（ESR）系一等效串联电路之电阻部份，其值为 Tan=在频率 F 下之损耗因素(DF) 假设电容器之所有损耗由与理想电容器串联之单一电阻来代 共振频率（f R） 表。下图右方为电容器之等效串联电路。 共振频率（f R）是电容器之容值 C 与电感量 L 之函数。在共振 频率下，电容器之容抗与感抗相等（(1/ωC=ωL) ） 在此共振曲线之底部，只有电阻部份是有效的，其阻抗 Z 等于其 等效串联电阻（ESR）。高于共振频率后，感抗将大于容抗 。 等效串联电阻（ESR）一般由介质材料之极化损耗（RP），绝 缘电阻损耗（RI）,及由导线导体之接触电阻所产生之损耗（RS） 脉冲上升梯度（dv/dt） 三部份构成。上图左为电容器代表性电路。 tanδ ESR= 2πf c (Ω) 电容器之脉冲上升梯度表示其耐受快速之电压变化及相应之高 电流峰值之能力。 绝缘电阻（RI）与时间常数（t） 脉冲上升梯度以 V/us 为单位，代表一脉冲电压（上升或下降） The insulation resistance is the ratio of an applied 绝缘电阻是电 曲线中最陡峭的坡度。 容器在充电停止后，该充电电压与流经介质及电容器外表面之 漏电流之比值。 电容器之脉冲上升梯度取决于介质材料之特性，厚度及电容结 构。 典型之绝缘电阻测试应在+20℃温度及相对温度 50±2%环境 下，于充电停止后 60±5sec 进行。 RI= VDC (Ω) IL 对膜箔式电容器而言，dv/dt 几乎不受限，只要该脉冲负载所引 致之温升仍不超限即可。 绝缘电阻随介质材料之种类及品质与电容器之结构而异，绝缘 脉冲负载与电流处理能力 电阻亦随着环境温度及/或湿度之上海而下降而回升。 为避免电容器过热，下列因素应详加考虑： 对较大容值之电容器而言，其绝缘电阻系以时间常数（t）来表 最大电压峰值（vp-p）.脉冲形状，dv/dt,频率，脉冲电流，环 示，其为绝缘电阻与容值之乘积，单位为秒或 MΩ. uF 。 境温度（Tamb）及冷却条件。 t=RI×C(MΩ. uF) Note：使用涉及到和极限参数有关问题请与 SINCERITY 联系 Page3 http://www.srdkj.com 塑胶薄膜电容器 Metall Plastic Film Capacitors Plastic Capacitors SINCERITY ■塑胶薄膜电容器使用说明及注意事宜 电容器工作电压 薄膜电容器的选用取决于施加的最高电压，并受施加的电压及电压波形，频率，环境，温度等因素的影响。使用前请确认施 加到电容器两端的电压是否在额定电压值内，在任何时候都不要超过电容器的额定上限电压，即 1.1UR. 电容器工作电流 通过电容器的脉冲电流等于电容量 C 与电压上升速率的乘积即 I=C X dv/dt.通过电容的交流电流 I=2πfcv。（f-电容器的最 高频率;C-电容器的最高容量; v-电容器的最高电压）在任何时候都不要超过电容器的额定上限电流，即 1.3IR. 对于使用在频率较高或高脉冲及交流条件下，SINCERITYR 推荐客户使用聚丙烯膜电容器。不允许直流电容器使用在交流场合。 为了承受较大电流，从设计来讲，可以增加电容器的 dv/dt 值，可以增加电容器的端面面积 S;也可以减小电容器的本体长度 L 或者增加电容器的电极的厚度，这需要确认电容器的使用场合和安装尺寸而不同。 电容器使用温度范围 电容器的使用温度定义为环境温度+电容器自身温度+环境辐射温度引起的温升，在交流或高频线路中电容器由于电流通过而 发热，如温升过高将会烧毁电容器。 聚酯膜电容器温升在 10℃以下，聚丙烯膜温升在 5℃以下，可以正常使用。SINCERITY 建议电容器使用的温度不要超过其额定温度 和自身温升范围内。 电容器机械谐振(噪音) 在交流及离散频率情形下，电容器的介质层可能产生机械振动而发出交流哼声(俗称噪音)，就目前的技术资料和 SINCERITY 试验判定对电容器的电性能使用没有任何影响，SINCERITY 还是建议使用前确认一下，目前只能尽量降低其交流哼声，完全杜绝是 比较困难的。 电容器的电容量稳定性 尽管薄膜电容器以电容量稳定著称，如使用在 RC 定时电路中电容量稳定很高的场合，SINCERITY 推荐使用聚丙烯电容器或都 由聚丙烯与聚脂混合介质薄膜而成的电容器。 抑制电源电磁干拢用电容器 一般分为两类“跨接电源线之间的 X 类抑制电源电磁干拢用电容器和跨接电线与地之间的 Y 类抑制电源电磁干扰用电容器”。 X 类与 Y 类电容器的峰值耐电压如下表： 类别 跨接绝缘类型 IEC664 X1 III 使用时的脉冲峰值电压 >2.5KV 电路应用 高脉冲应用 150VAC 150VAC