電容器的介質材料與熱性能

來源：[seo:selfurl]

發布時間：2022-01-05

電容器的允許溫度般取決于介質，面介質的允許溫升又取決于它的耐熱性、電性能隨溫度的變化以及溫度對老化的影響，即取決于介質的性質。在某些情況下，電容器的允許溫度不取決于它的工作介質,而是受限于它所用的輔助材料。例如干式電解電容器的允許溫升并不取決于氧化膜,而是取決于它的工作電解液。
根據耐熱性能和損耗角正切或電導隨溫度的變化情況,電容器所用的介質一般可分為兩大類:類是耐熱性好、損耗角正切和電導隨溫度變化小的材料(如某些無機材料);另一類是耐熱性差，損耗角正切和電導隨溫度變化較大的材料。顯然,對于同樣的電容器,用前-類材料時，熱擊穿電壓較高;用后一種材料時，熱擊穿電壓較低。由于前類材料的允許溫度可能高于電容器發生熱擊穿的溫度,用這種材料為介質的電容器不能單從材料的耐熱性方面檢驗電容器的工作場強是否合適,而主要應由電容器的熱擊穿電壓來進行核定。因為此時的電容器允許溫度已不再取決于介質,而取決于電容器發生熱擊穿時的溫度。對于用后一類介質的電容器,由于電容器發生的熱擊穿的溫度多高于介質的允許工作溫度，所以應先根據介質的允許溫度來檢驗所取的工作場強是否合適，甚至有時無需再進行電容器的熱擊穿核算。
用于制造電容器的介質或輔助介質材料很多是屬于允許工作溫度不超過80、100C的材料，因此,作電容器熱設計時,常常需要首先根據電容器工作電壓計算出芯子內部溫度，以驗證是否超過介質的允許工作溫度。
電容器極板的作用是使在接上電壓時在介質中形成均勻的電場。在保證電極連續的惟況下,從減大電容器體積，重量和成本的角度考慮,應選用較薄的極板;但當考慮到降低電容器的損耗等原因和工藝因素,有時則應采用較厚的極板。
 對于使用在大電流場合的電容器，應盡量減小極板內阻;工作于高頻場合的電容器也要減小極板有效電阻,以降低損耗和免得引起電容器過熱。為此設計這種類型的電容器時，微要對極板厚度(d.)進行設計。設計的出發點是:由極板電阻引起的損耗與極板的有效電阻(通常以ret表示,因極板的引出方式不同,往往比極板直流電阻r小得多,即ref=hr、k<1)有關，當極板直流電阻用r= pl/bd.表示、且要求極板的實際損耗小于允許的損耗tgδm時，有tgδm≥2nfCplk/bde,則有式中ρ為極板材料的電阻率(Q*cm),l為極板的有效長度(cm)、b為極板寬度(cm)、f為電壓頻率(Hz)、C為電容器的電容量(pF)、k為取決于芯子結構和引出位置、數目等因素的系數。
通常應選用電阻率小，化學、電化學性質穩定，機械性能好(易于壓延、柔韌、機械強度較大)、導熱系數和熱容量較大、價格比較便宜、容易焊接的金屬材料(如鋁、銅等)做極板。其厚度在6~40yum范圍，電解電容器中的陽極鋁箱可達90~120pm。

相關標簽：高壓脈沖電容器,高壓高頻電容器,脈沖形成網絡,濾波電容器,電容分壓器