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1、关于薄膜电容器与应用第一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器1876年英国年英国D.斐茨杰拉德发明纸介电容器。斐茨杰拉德发明纸介电容器。这就是薄膜电容器的始祖。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。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。电容器、聚丙烯电容器。第
2、二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月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第三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月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、ESLdv/dt、有效值电流、峰值电流工作温度第四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月额定直流电压、额定交流电压额定直流电压、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。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试验电压：电容器出厂前形式试验时
3、对电容器施加的电压，一般在施加的电压，一般在1.52倍，持续时间倍，持续时间2分钟分钟或或500小时。小时。介电强度：电容器的介质所能承受的电压，这介电强度：电容器的介质所能承受的电压，这个电压高于试验电压。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。续施加的交流电压有效值。第五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月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：第六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器的交流电压与频率的关系电容器的交流电压与频率的关系当交流电的
4、频率很低时，流过电容器的电流也很低，当交流电的频率很低时，流过电容器的电流也很低，当交流电的频率很低时，流过电容器的电流也很低，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。这是电容器所允许施加的交流电压为额定交流电压。这是电容器所允许施加的交流电压为额定交流电压。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。当流过电随着频率的升高，流过电容器的电流增加。当流过电随着频率的升高，流过电容器的电流增加。当流过电随着频率的升高，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，将不允许继续容器的电流达
5、到电容器的额定电流时，将不允许继续容器的电流达到电容器的额定电流时，将不允许继续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。增加电流。为了限制电流，需要电压降额。增加电流。为了限制电流，需要电压降额。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，由于随着频率继续升高，电容器的介质损耗上升，由于随着频率继续升高，电容器的介质损耗上升，由于随着频率继续升高，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，将电容器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加，将电容器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加，将电容器所允许的
6、损耗为一定值，介质损耗增加，将要求要求要求要求ESRESR损耗降低，也就是说要进一步降低电流有损耗降低，也就是说要进一步降低电流有损耗降低，也就是说要进一步降低电流有损耗降低，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。效值，来保证电容器的损耗为额定值。效值，来保证电容器的损耗为额定值。效值，来保证电容器的损耗为额定值。第七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器的电压与频率的关系电容器的电压与频率的关系电容器可承受的交流电压、电流与频率的关系电容器可承受的交流电压、电流与频率的关系 第八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器电压与频率的关系薄膜电容器
7、电压与频率的关系当频率升高到一定程度当频率升高到一定程度当频率升高到一定程度当频率升高到一定程度时，薄膜电容器允许施时，薄膜电容器允许施时，薄膜电容器允许施时，薄膜电容器允许施加的电压将随频率的升加的电压将随频率的升加的电压将随频率的升加的电压将随频率的升高而降低。高而降低。高而降低。高而降低。第九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器电压与温度的关系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薄膜电容器在不同温度下可承受的交流电压第十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容量的变化与温度的关系电容量的变化与温度的关系第十一张，PPT共一百零三页，创
8、作于2022年6月ESR、ESL与阻抗频率特性与阻抗频率特性第十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月dv/dt、峰值电流、有效值电流电容器的电流与电容器的电流与dv/dt的关系：的关系：当当dv/dt为峰值时，对应的电流为峰值电流。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上的损耗限制上的损耗限制第十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月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。第十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月损耗因数
9、与频率的关系第十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月损耗因数与温度的关系损耗因数与温度的关系第十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月应用薄膜电容器需要注意的问题应用薄膜电容器需要注意的问题应用条件：应用条件：工作电压状态工作电压状态电压变化速率电压变化速率流过电容器的有效值电流与峰值电流流过电容器的有效值电流与峰值电流第十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器在电力电子线路中的主要作用旁路旁路缓冲与箝位缓冲与箝位谐振谐振平滑与直流支撑平滑与直流支撑急剧放电急剧放电电源电磁干扰抑制电源电磁干扰抑制第十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用
10、作旁路目的：目的：目的：目的：降低直流母线阻抗；降低直流母线阻抗；降低直流母线阻抗；降低直流母线阻抗；吸收来自负载的纹波电流，吸收来自负载的纹波电流，吸收来自负载的纹波电流，吸收来自负载的纹波电流，抑制直流母线电压因负载抑制直流母线电压因负载抑制直流母线电压因负载抑制直流母线电压因负载突变而出现的波动。突变而出现的波动。突变而出现的波动。突变而出现的波动。第十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用于直流母线旁路第二十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月对性能的要求对性能的要求尽可能低的尽可能低的ESR满足要求的电容量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
11、满足要求的额定有效值电流和峰值电流第二十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用作缓冲与箝位目的目的目的目的对性能的要求对性能的要求对性能的要求对性能的要求第二十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器用于箝位第二十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器作为缓冲电容器第二十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器用于准谐振与有源箝位第二十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用于谐振式变换器薄膜电容器用于谐振式变换器目的：与电感共同实现谐振功能目的：与电感共同实现谐振功能对性能的要求：在相应频率下更够承受足够对性能的要求
12、：在相应频率下更够承受足够的交流电压、电流的交流电压、电流第二十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月谐振式变换器电路谐振式变换器电路LLC谐振式变换器谐振式变换器特点：低噪声特点：低噪声第二十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月谐振式变换器谐振式变换器谐振式高频感应加热功率变换器谐振式高频感应加热功率变换器第二十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月第二十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月中频感应加热功率变换器中频感应加热功率变换器电路详见电力电子技术教材电路详见电力电子技术教材特点：特点：为了降低成本、高输出功率，晶闸管逆变器为了降低成本、高输出功率，
13、晶闸管逆变器为了获得更高的负载电流，采用并联谐振方式为了获得更高的负载电流，采用并联谐振方式电容器的电流接近于负载电流电容器的电流接近于负载电流第三十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月中频感应加热电容器中频感应加热电容器特点：特点：电容量大电容量大无功功率高无功功率高大电流大电流需要水冷需要水冷第三十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器实现平滑与直流支撑功薄膜电容器实现平滑与直流支撑功能能目的：目的：平滑整流后直流电压平滑整流后直流电压旁路（吸收）逆变器的纹波电流，改善直流母旁路（吸收）逆变器的纹波电流，改善直流母线电压质量线电压质量第三十二张，PPT共一百零三页
14、，创作于2022年6月对性能的要求对性能的要求膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容的主要标准是有效值电流的承受能力。的主要标准是有效值电流的承受能力。这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计设计 第三十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月实例以电瓶车为例，以电瓶车为例，要求的数据要求的数据工作电压工作电压:120VDC允许的纹波电压允许的纹波电压:4VRMS有效值电流有效值电流:80ARMS20kHz最小容值为最小容值为在膜电容中，很容易找到接近的容值。在膜电容中，很容易找到接近的容值。第三十四张，P
15、PT共一百零三页，创作于2022年6月如果采用铝电解电容器如果采用铝电解电容器与电解电容比较：与电解电容比较：以每以每F20mA为例，为了承受为例，为了承受80A有效值电有效值电流，最小容值流，最小容值实际上可能需要两只实际上可能需要两只4000F的电解电容器并的电解电容器并联联第三十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电容器在电网供电时平滑与旁路作用电容器在电网供电时平滑与旁路作用第三十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月实例实例容值的确定应从电网频率比逆变器频率低入手。容值的确定应从电网频率比逆变器频率低入手。使用下述等式确定容值：使用下述等式确定容值：流过电容的有效值
16、电流为（近似表示式），该流过电容的有效值电流为（近似表示式），该电流没有考虑逆变器侧的电流电流没有考虑逆变器侧的电流第三十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月如果直流电压如果直流电压1000V，纹波电压纹波电压200VIrms：(P=1MW)=2468Arms(P=500kW)=1234Arms(P=100kW)=247Arms第三十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月频率与电容量的关系频率与电容量的关系第三十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月频率与电容来的关系低频部分第四十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月对电容量的要求（对电容量的要求（1）为了方便
17、比较，我们选择电流承受能力为为了方便比较，我们选择电流承受能力为20mA每每F的电解电容的电解电容考虑到考虑到0.2Arms/F,有效值电流为有效值电流为2468A时，需时，需要的最小容值为要的最小容值为123.4mF。对应图中曲线的值，。对应图中曲线的值，我们可以看到对频率低于我们可以看到对频率低于100Hz的整流器，的整流器，使用膜电容，该容值同样是需要的。使用膜电容，该容值同样是需要的。第四十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月对电容量的要求（对电容量的要求（2）因此，对于三相，六整流管的整流器，频率为。因此，对于三相，六整流管的整流器，频率为。我们可以看到对应我们可以看到对应
18、1MW的曲线，需要的曲线，需要18.5mF的容值。与电解电容相比，如使用膜电容方案，的容值。与电解电容相比，如使用膜电容方案，体积几乎可以缩小体积几乎可以缩小4倍，同时有更高的可靠型。倍，同时有更高的可靠型。第四十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月比较低的功率情况比较低的功率情况在更低功率的情况下，同样能够给出相同的结果在更低功率的情况下，同样能够给出相同的结果,对于对于10kW的功率，虽然容值变得很小，但是的功率，虽然容值变得很小，但是膜电容仍然是最好的解决方案。膜电容仍然是最好的解决方案。甚至在甚至在100Hz整流器频率，只需要整流器频率，只需要555F的电的电容，供电电压与纹
19、波电压仍然与前面相同。容，供电电压与纹波电压仍然与前面相同。第四十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月10 kW逆变器对电容量的要求与频率的关系第四十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月滤波与平滑用薄膜电容器滤波与平滑用电容器是用来平滑整流器输出的滤波与平滑用电容器是用来平滑整流器输出的电压、电流，在电压低于电压、电流，在电压低于450V时通常应用价格时通常应用价格低廉的铝电解电容器，当电压高于低廉的铝电解电容器，当电压高于500V低于低于700V时仍可以应用铝电解电容器串联的方式，但时仍可以应用铝电解电容器串联的方式，但是在需要高可靠的场合与电压高于是在需要高可靠的场合与
20、电压高于1000V或更高或更高时则应用薄膜电容器作为滤波电容器为好。时则应用薄膜电容器作为滤波电容器为好。第四十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器作为滤波电容器的应用实例薄膜电容器作为滤波电容器的应用实例第四十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器作为滤波电容器薄膜电容器作为滤波电容器第四十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器作为滤波电容器薄膜电容器作为滤波电容器第四十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器作为滤波电容器电极结构薄膜电容器作为滤波电容器电极结构安全要求：即使局部击安全要求：即使局部击安全要求：即使局部
21、击安全要求：即使局部击穿也不会造成整个电容穿也不会造成整个电容穿也不会造成整个电容穿也不会造成整个电容器的短路。器的短路。器的短路。器的短路。如图电极结构可以在电容如图电极结构可以在电容如图电极结构可以在电容如图电极结构可以在电容器的某一部分击穿是利用器的某一部分击穿是利用器的某一部分击穿是利用器的某一部分击穿是利用熔断电极狭窄部分切断与熔断电极狭窄部分切断与熔断电极狭窄部分切断与熔断电极狭窄部分切断与整体的联系。整体的联系。整体的联系。整体的联系。第四十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月 B25645-A4180-J*-1的额定参数：的额定参数：额定电容量（额定电容量（CN）：）
22、：1000F5%，额定电压，额定电压（UN）：）：DC400V，储能（，储能（WN）：）：80WS，最大纹波电流有效值（最大纹波电流有效值（Imax）：）：60A，寄生，寄生电感（电感（Lself）：）：5nH，损耗因数（，损耗因数（tan0）：）：5010-4，ESR：0.9m；最大参数：浪涌电压；最大参数：浪涌电压（US）：）：450V，浪涌电流（，浪涌电流（IS）：）：5kA，（du/dt）S：5V/s；测试参数：（；测试参数：（UTT）DC550V，10秒，绝缘电阻（秒，绝缘电阻（RisC）：）：10000秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（50Hz）：）：6010-4。第五十张，PPT共
23、一百零三页，创作于2022年6月 B25655-A1148-K000的额定参数：的额定参数：额定电容量（额定电容量（额定电容量（额定电容量（CNCN）：）：）：）：1450F10%1450F10%，额定电压（，额定电压（，额定电压（，额定电压（UNUN）：）：）：）：DC1250VDC1250V，交流输入电压（，交流输入电压（，交流输入电压（，交流输入电压（UiUi）：）：）：）：1100V1100V，储能，储能，储能，储能（WNWN）：）：）：）：1100Ws1100Ws，最大纹波电流有效值（，最大纹波电流有效值（，最大纹波电流有效值（，最大纹波电流有效值（ImaxImax）：）：）：）：1
24、35A135A，寄生电感（，寄生电感（，寄生电感（，寄生电感（LselfLself）：）：）：）：40nH40nH，损耗因数，损耗因数，损耗因数，损耗因数（tan0tan0）：）：）：）：210-4210-4，ESRESR：0.8m0.8m；最大参数：交；最大参数：交；最大参数：交；最大参数：交流输入浪涌电压（流输入浪涌电压（流输入浪涌电压（流输入浪涌电压（U U）：）：）：）：1500V1500V，浪涌电压（，浪涌电压（，浪涌电压（，浪涌电压（USUS）：）：）：）：1900V1900V，交流输入浪涌电流（，交流输入浪涌电流（，交流输入浪涌电流（，交流输入浪涌电流（I I）：）：）：）：2k
25、A2kA，浪涌电流，浪涌电流，浪涌电流，浪涌电流（ISIS）：）：）：）：20kA20kA，（，（，（，（du/dtdu/dt）maxmax：1V/s1V/s，（，（，（，（du/dtdu/dt）S S：14V/s14V/s；测试参数：（；测试参数：（；测试参数：（；测试参数：（UTTUTT）DC1900VDC1900V，1010秒，秒，秒，秒，（UTCUTC）DC3500VDC3500V，1010秒，绝缘电阻（秒，绝缘电阻（秒，绝缘电阻（秒，绝缘电阻（RisCRisC）：）：）：）：1000010000秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（50Hz50Hz）：）：）
26、：）：1010-41010-4。第五十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月变频器/逆变器用滤波电容器安装结构对比分析简单经济的安装方式可以是采用导线连接方式，简单经济的安装方式可以是采用导线连接方式，常见于早期变频器常见于早期变频器/逆变器。逆变器。现在比较常见的是整流器、整流滤波电容器与逆现在比较常见的是整流器、整流滤波电容器与逆变器之间采用铜板连接。变器之间采用铜板连接。对于采用变频器专用薄膜滤波电容器的变频器对于采用变频器专用薄膜滤波电容器的变频器的安装结构更是尤为重要，必须采用的安装结构更是尤为重要，必须采用“功率功率PCB”的方式，其目的就是使直流母线的寄生的方式，其目的就
27、是使直流母线的寄生电感最小化。电感最小化。第五十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月用铝电解电容器滤波的变频器的结构图用铝电解电容器滤波的变频器的结构图第五十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月变频器专用薄膜滤波电容器构成的变频器的变频器专用薄膜滤波电容器构成的变频器的结构图结构图第五十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月EPCOS的的B25645-A4180-J*-1变频器专用变频器专用薄膜滤波电容器的结构薄膜滤波电容器的结构第五十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器的优势薄膜电容器的优势综上所述，采用薄膜电容器作为变频器综上所述，采用薄膜电
28、容器作为变频器/逆变逆变器的整流滤波电容器不仅可以大大提高变频器器的整流滤波电容器不仅可以大大提高变频器/逆逆变器的应用寿命，避免更换滤波电容器之苦变器的应用寿命，避免更换滤波电容器之苦和付出的成本代价，同时由于薄膜电容器的和付出的成本代价，同时由于薄膜电容器的低低ESR使你便电路中的开关管上的电压应力大使你便电路中的开关管上的电压应力大大减小，有利于开关管的工作状态与可靠性。大减小，有利于开关管的工作状态与可靠性。第五十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月直流支撑电容器在直流链电路中的作用直流支撑电容器在直流链电路中的作用在旁路逆变器纹波电流的同时，还要抑制来在旁路逆变器纹波电流的
29、同时，还要抑制来自于直流练得上电过电压自于直流练得上电过电压主要应用：轻型牵引的应用，如：地铁，轻主要应用：轻型牵引的应用，如：地铁，轻轨，电车等轨，电车等 第五十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器作为直流支撑电容器轻型牵引的应用，如：地铁，轻轨，电车等轻型牵引的应用，如：地铁，轻轨，电车等轻型牵引的应用，如：地铁，轻轨，电车等轻型牵引的应用，如：地铁，轻轨，电车等第六十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月直流支撑电压波形 在接触断开时，能量来自直流支撑电容，结在接触断开时，能量来自直流支撑电容，结果，电压降低。因此，只要接触重新被建立果，电压降低。因此，只要接触
30、重新被建立过压将出现。过压将出现。第六十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月情况分析情况分析更糟的情况是过压会达到额定电压的几乎更糟的情况是过压会达到额定电压的几乎更糟的情况是过压会达到额定电压的几乎更糟的情况是过压会达到额定电压的几乎2 2倍。倍。倍。倍。电解电容可承受最大电解电容可承受最大电解电容可承受最大电解电容可承受最大1.21.2倍的额定电压。所以，电解电容倍的额定电压。所以，电解电容倍的额定电压。所以，电解电容倍的额定电压。所以，电解电容可以承受的最低电压为：可以承受的最低电压为：可以承受的最低电压为：可以承受的最低电压为：2X1000V/1.2=1670V2X1000V
31、/1.2=1670V需要四支需要四支需要四支需要四支450V450V的电解电容串联。的电解电容串联。的电解电容串联。的电解电容串联。膜电容可以承受这种过压。膜电容可以承受这种过压。膜电容可以承受这种过压。膜电容可以承受这种过压。考虑部分从网上得到的数据，考虑部分从网上得到的数据，考虑部分从网上得到的数据，考虑部分从网上得到的数据，10mF10mF的电解电容，体的电解电容，体的电解电容，体的电解电容，体积为积为积为积为2626升，最大有效值电流为升，最大有效值电流为升，最大有效值电流为升，最大有效值电流为20Arms20Arms。而相同容值。而相同容值。而相同容值。而相同容值的膜电容，体积为的膜
32、电容，体积为的膜电容，体积为的膜电容，体积为2525升，最大有效值电流可比升，最大有效值电流可比升，最大有效值电流可比升，最大有效值电流可比500Arms500Arms还高。还高。还高。还高。第六十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月寿命计算寿命计算:膜电容允许有很长的寿命期望，其寿命的长膜电容允许有很长的寿命期望，其寿命的长短由负载电压条件（工作电压）与热点温度短由负载电压条件（工作电压）与热点温度决定。决定。对于直流滤波电容，其寿命符合下面对于直流滤波电容，其寿命符合下面的曲线：的曲线：第六十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月聚丙烯薄膜电容器寿命与工作电压的聚丙烯薄膜
33、电容器寿命与工作电压的关系关系第六十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月在实际应用中，铝电解电容器的寿命是无法同薄膜电容器相比的。第六十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用于急剧放电目的：可以用于直流脉冲电容器应用于脉冲目的：可以用于直流脉冲电容器应用于脉冲发生器，充磁、退磁机，激光电源，医用器发生器，充磁、退磁机，激光电源，医用器械，储能焊接等领域中。械，储能焊接等领域中。对性能的要求：高电压、高储能、高放电电对性能的要求：高电压、高储能、高放电电流。流。第六十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月储能电容器的性能储能电容器的性能电容器用于放电应用通常
34、是能够提供非常高电容器用于放电应用通常是能够提供非常高的放电电流和高储能，如我国的九方合荣生的放电电流和高储能，如我国的九方合荣生产的脉冲电容器的放电电流可达产的脉冲电容器的放电电流可达12.5kA！储！储能能750焦耳（这个数值大约为焦耳（这个数值大约为5000法拉超级电法拉超级电容器的容器的1/50，但是超级电容器由于，但是超级电容器由于ESR还是较还是较大，释放不了这么大的电流）。可以用于直流大，释放不了这么大的电流）。可以用于直流脉冲电容器应用于脉冲发生器，充磁、退磁机，脉冲电容器应用于脉冲发生器，充磁、退磁机，激光电源，医用器械，储能焊接等领域中。激光电源，医用器械，储能焊接等领域中
35、。第六十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月薄膜电容器用于输出整流滤波薄膜电容器由于薄膜电容器由于其其ESRESR极低和优极低和优异的可靠性，在异的可靠性，在高可靠性的大功高可靠性的大功率开关电源的输率开关电源的输出整流滤波应用出整流滤波应用将是一个不错的将是一个不错的选择。选择。第六十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月特点特点ESR极低，据测试，极低，据测试，80F/30V的薄膜电容器的的薄膜电容器的ESR仅仅几个仅仅几个！可以流过很大的电流，电容器的电极或者用铜板，可以流过很大的电流，电容器的电极或者用铜板，或者用多个引脚引出。或者用多个引脚引出。寄生电感极低。寄生电
36、感极低。特别是用于特别是用于100kHz以上开关频率、输出电压比以上开关频率、输出电压比较高，如较高，如24V以上的大功率开关电源以上的大功率开关电源第六十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月耦合与隔直耦合与隔直在开关电源、电子镇流器中，由于逆变器是半桥在开关电源、电子镇流器中，由于逆变器是半桥电路结构，而变压器、荧光灯仅能接受交流电，电路结构，而变压器、荧光灯仅能接受交流电，因此需要将交流成分耦合过去，隔离其直流成分。因此需要将交流成分耦合过去，隔离其直流成分。承担这种耦合作用的电容器不仅需要具有足够的承担这种耦合作用的电容器不仅需要具有足够的直流电压承受能力，还要能通过比较大的交
37、流电直流电压承受能力，还要能通过比较大的交流电流，尽管这个电流小于流过谐振电容器电流。流，尽管这个电流小于流过谐振电容器电流。第七十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月性能要求性能要求除了电压要求、电流要求外，这种耦合常需要耦除了电压要求、电流要求外，这种耦合常需要耦合电容器在开关周期的负半周向负载提供电能。合电容器在开关周期的负半周向负载提供电能。因此，需要耦合电容器具有满足需要的电容量。因此，需要耦合电容器具有满足需要的电容量。在实际应用中，一般的薄膜电容器均可以满在实际应用中，一般的薄膜电容器均可以满足要求。足要求。第七十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月电源电磁干扰
38、的抑制电源电磁干扰的抑制大部分的电磁干扰来自电源大部分的电磁干扰来自电源由于电源电磁干扰抑制电容器接在交流电源侧，由于电源电磁干扰抑制电容器接在交流电源侧，随时可能受到来自电源的浪涌电压、瞬时过电随时可能受到来自电源的浪涌电压、瞬时过电压的冲击，电源电磁干扰抑制电容器必须能够压的冲击，电源电磁干扰抑制电容器必须能够承受住这些冲击。承受住这些冲击。第七十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月抑制电源电磁干扰用电容器主要用于抑制电源电磁干扰用电容器主要用于“电气和电气和电子设备，并跨接到电源线，且电源线之间的电子设备，并跨接到电源线，且电源线之间的电压不超过电压不超过500V直流或交流有效
39、值，或任意直流或交流有效值，或任意电源线与地之间的电压不超过电源线与地之间的电压不超过250V直流或交直流或交流有效值，频率不超过流有效值，频率不超过100Hz”。其作用降低电。其作用降低电气、电子设备或其他干扰源产生的电磁干扰。气、电子设备或其他干扰源产生的电磁干扰。第七十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月抑制电源电磁干扰用电容器分类抑制电源电磁干扰用电容器一般分为两类：抑制电源电磁干扰用电容器一般分为两类：跨接电源线的跨接电源线的X类抑制电磁干扰用的类抑制电磁干扰用的X类电容类电容器（器（capacitorofclassX）和跨接电源线与于）和跨接电源线与于地之间的地之间的Y类
40、抑制电磁干扰用的类抑制电磁干扰用的Y类电容器类电容器（capacitorofclassY）。）。可见无论是可见无论是X类电容器还是类电容器还是Y类电容器都必须满类电容器都必须满足电器安全规则，所以足电器安全规则，所以X类电容器还是类电容器还是Y类电类电容器均称谓安规电容器，特别是容器均称谓安规电容器，特别是Y类电容器还类电容器还要确保电气安全中的人身安全，因此，要确保电气安全中的人身安全，因此，X类电容类电容器和器和Y类电容器均须通过电气安全测试。类电容器均须通过电气安全测试。第七十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月X类电容器类电容器对于对于X类电容器适用于在电容器失效时不会导致类
41、电容器适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如跨接电源线两端。电击危险的场合，如跨接电源线两端。X类电容类电容器按迭加到电源电压上的峰值脉冲电压（在器按迭加到电源电压上的峰值脉冲电压（在使用中可能承受的）大小可分为三类：使用中可能承受的）大小可分为三类：X1、X2和和X3。这个脉冲电压可以是由于外部线路受。这个脉冲电压可以是由于外部线路受到雷击而引起，也可以是由于开关相邻设备而到雷击而引起，也可以是由于开关相邻设备而引起，也可以是由于开关使用电容器的设备而引起，也可以是由于开关使用电容器的设备而引起。跨接电源线间的脉冲电压相对电源线与引起。跨接电源线间的脉冲电压相对电源线与地线之间的脉冲
42、电压低地线之间的脉冲电压低。第七十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月X类电类电容器的耐久性容器的耐久性试验试验前施加的峰前施加的峰值值脉冲脉冲电压电压UP第七十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月Y类电容器类电容器而而而而Y Y类电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险的类电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险的类电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险的类电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险的场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求Y Y类电容器类电容器
43、类电容器类电容器能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。Y Y类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电压类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电压类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电压类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电压250V250V）的双重绝缘或增强绝缘：）的双重绝缘或增强绝缘：）的双重绝缘或增强绝缘：）的双重绝缘或增强绝缘：Y1Y1；（150V150V额定电压额定电压额定电压额定电压250V250V）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基
44、本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：Y2Y2；（150V150V额定电压额定电压额定电压额定电压250V250V）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：Y3Y3和（额定电压和（额定电压和（额定电压和（额定电压150V150V）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：）的基本绝缘或辅助绝缘：Y4Y4，共四个子类。，共四个子类。，共四个子类。，共四个子类。Y2Y2与与与与Y3Y3不同之处见下表不同之处见下表不同之处见下表不同之处见下表第七十七张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月Y类电类电容器的耐久性
45、容器的耐久性试验试验前施加的峰前施加的峰值值脉冲脉冲电压电压UP第七十八张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月实验电压波形第七十九张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月等价原则等价原则一个一个Y类电容器可以跨接基本绝缘，也可以类电容器可以跨接基本绝缘，也可以跨接辅助绝缘。如果用两个跨接辅助绝缘。如果用两个Y2类、类、Y3类或类或Y4类电容器串联组合跨接基本和辅助绝缘，则类电容器串联组合跨接基本和辅助绝缘，则这些电容器应有相同的标称值。这些电容器应有相同的标称值。第八十张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月峰值脉冲电压测试峰值脉冲电压测试X类电容器和类电容器和Y类电容器的耐久性
46、试验前施加的类电容器的耐久性试验前施加的峰值脉冲电压测试波形峰值脉冲电压测试波形 第八十一张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月峰值脉冲电压测试波形峰值脉冲电压测试波形第八十二张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月耐电压测试耐电压测试 耐电压测试是耐电压测试是耐电压测试是耐电压测试是X X类和类和类和类和Y Y类电容器电气安全性的必测项目之类电容器电气安全性的必测项目之类电容器电气安全性的必测项目之类电容器电气安全性的必测项目之一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲击，一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲击，一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲击，一，主
47、要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲击，X X类和类和类和类和Y Y类电容器的耐久性测试电压值如下表。类电容器的耐久性测试电压值如下表。类电容器的耐久性测试电压值如下表。类电容器的耐久性测试电压值如下表。其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压的条件为：施加的条件为：施加的条件为：施加的条件为：施加5050或或或或60Hz60Hz电压，以不超过电压，以不超过电压，以不超过电压，以不超过150V/s150V/s的速的速的速的速率从零升高到试验电压，试
48、验电压时间应从达到试验电率从零升高到试验电压，试验电压时间应从达到试验电率从零升高到试验电压，试验电压时间应从达到试验电率从零升高到试验电压，试验电压时间应从达到试验电压值时开始计算，在试验结束时，试验电压应减少至接压值时开始计算，在试验结束时，试验电压应减少至接压值时开始计算，在试验结束时，试验电压应减少至接压值时开始计算，在试验结束时，试验电压应减少至接近零，并且电容器通过一个适当的电阻放电。近零，并且电容器通过一个适当的电阻放电。近零，并且电容器通过一个适当的电阻放电。近零，并且电容器通过一个适当的电阻放电。应注意的是，由用户进行的重复耐电压试验可能会损坏电应注意的是，由用户进行的重复耐
49、电压试验可能会损坏电应注意的是，由用户进行的重复耐电压试验可能会损坏电应注意的是，由用户进行的重复耐电压试验可能会损坏电容器。容器。容器。容器。第八十三张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月 电电容器耐容器耐电压测试电压测试的的测试电压测试电压第八十四张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月耐久性测试耐久性测试耐久性测试时电容器应在上限类别温度和耐久性测试时电容器应在上限类别温度和1.7UR的电压下承受的电压下承受1000小时的那久性试验，在试小时的那久性试验，在试验中每隔一小时应将电压升高到验中每隔一小时应将电压升高到1000V（有效（有效值），持续值），持续0.1秒。该试验应分别
50、通过一个秒。该试验应分别通过一个475%的电阻施加到每个电容器上。的电阻施加到每个电容器上。第八十五张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月耐久性测试电路与波形耐久性测试电路与波形第八十六张，PPT共一百零三页，创作于2022年6月自燃性试验自燃性试验 自燃性试验是电容器在受到迭加在基波交流电自燃性试验是电容器在受到迭加在基波交流电压上的随机非同步的高压脉冲冲击时能否自燃压上的随机非同步的高压脉冲冲击时能否自燃的试验电压波形如下图。的试验电压波形如下图。测试的基波交流电压有效值为测试的基波交流电压有效值为UR5%，所施，所施加的高压脉冲的峰值为：加的高压脉冲的峰值为：Y2为为5kV+7%、