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1、关于薄膜电容器与应用第一页，本课件共有103页薄膜电容器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、聚四氟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、乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚、漆膜等。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。容器、聚丙烯电容器。第二页，本课件共有103
2、页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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页额定直流电压、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。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，一般在施加的电压，一般在1.52倍，持续时间倍，持续时间2分分钟或钟
3、或500小时。小时。介电强度：电容器的介质所能承受的电压，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。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。连续施加的交流电压有效值。第五页，本课件共有103页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：第六页，本课件共有103页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
4、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，需要电压降允许继续增加电流。为了限制电流，需要电压降额。额。随着频率继续升高，电容器的介质损耗上升，由于电容随着频率继续升高，电容器的介质损耗上升，由于电容随着频率继续升高，
5、电容器的介质损耗上升，由于电容随着频率继续升高，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，将要求器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加，将要求器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加，将要求器所允许的损耗为一定值，介质损耗增加，将要求ESRESR损耗降低，也就是说要进一步降低电流有效值，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。来保证电容器的损耗为额定值。第七页，本课件共有103页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 第八页，本课件共有103页薄膜电容器电
6、压与频率的关系薄膜电容器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。第九页，本课件共有103页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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页ESR、ESL与阻抗频率
7、特性与阻抗频率特性第十二页，本课件共有103页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页，本课件共有103页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。第十四页，本课件共有103页损耗因数与频率的关系第十五页，本课件共有103页损耗因数与温度的关系损耗因数与温度的关系第十六页，本课件共有103页
8、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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页薄膜电容器用作旁路目的：目的：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吸收来自负载的纹波电流，抑制直流母线电压流，抑制直流母线电压因负载突变而出现的波因负载突变而出现的波动。动。第十九页，本课
9、件共有103页薄膜电容器用于直流母线旁路第二十页，本课件共有103页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满足要求的额定有效值电流和峰值电流第二十一页，本课件共有103页薄膜电容器用作缓冲与箝位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页，本课件共有103页电容器用于箝位第二十三页，本课件共有103页电容器作为缓冲电容器第二十四页，本课件共有103页电容器用于准谐振与有源箝位第二十五页，本课件共有103页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
10、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的对性能的要求：在相应频率下更够承受足够的交流电压、电流交流电压、电流第二十六页，本课件共有103页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：低噪声第二十七页，本课件共有103页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页，本课件共有103页第二十九页，本课件共有103页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，晶闸管逆变器为了获得更
11、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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页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
12、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设这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计计 第三十三页，本课件共有103页实例以电瓶车为例，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。第三十四页，本课件共有103页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
13、，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的电解电容器并联的电解电容器并联第三十五页，本课件共有103页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页，本课件共有103页实例实例容值的确定应从电网频率比逆变器频率低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：入手。使用下述等式确定容值：流过电容的有效值电流为（近似表示式），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该电流没有考虑逆变器侧的电流第三十七页，本课件共有103页如果直流电压如果直流电压100
14、0V，纹波电压纹波电压200VIrms：(P=1MW)=2468Arms(P=500kW)=1234Arms(P=100kW)=247Arms第三十八页，本课件共有103页频率与电容量的关系频率与电容量的关系第三十九页，本课件共有103页频率与电容来的关系低频部分第四十页，本课件共有103页对电容量的要求（对电容量的要求（1）为了方便比较，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，时，需要的最小容值为需要的最小容值为123.4mF。对应图中曲线。对应图中曲线的值，我们可以看到
15、对频率低于的值，我们可以看到对频率低于100Hz的整的整流器，使用膜电容，该容值同样是需要的。流器，使用膜电容，该容值同样是需要的。第四十一页，本课件共有103页对电容量的要求（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。我们可以看到对应为。我们可以看到对应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，体积几乎可以缩小膜电容方案，体积几乎可以缩小4倍，同时倍，同时有更高的可靠型。有更高的可靠型。第四十二页，本课件共有103页比较低的功率情况比较低的功率情况在更低功率的情况
16、下，同样能够给出相同的结在更低功率的情况下，同样能够给出相同的结果果,对于对于10kW的功率，虽然容值变得很小，但的功率，虽然容值变得很小，但是膜电容仍然是最好的解决方案。是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。第四十三页，本课件共有103页10 kW逆变器对电容量的要求与频率的关系第四十四页，本课件共有103页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，在电压低于出的电压、电流，在电压低于
17、450V时通常应时通常应用价格低廉的铝电解电容器，当电压高于用价格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方式，但是在需要高可靠的场合与电压高于1000V或更高时则应用薄膜电容器作为滤波电或更高时则应用薄膜电容器作为滤波电容器为好。容器为好。第四十五页，本课件共有103页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页，本课件共有103页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页，本课件共有103页薄膜电容器作为滤波电容器薄膜电容器作为滤
18、波电容器第四十八页，本课件共有103页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：即使局部击穿安全要求：即使局部击穿安全要求：即使局部击穿安全要求：即使局部击穿也不会造成整个电容器的也不会造成整个电容器的也不会造成整个电容器的也不会造成整个电容器的短路。短路。短路。短路。如图电极结构可以在电如图电极结构可以在电容器的某一部分击穿是容器的某一部分击穿是利用熔断电极狭窄部分利用熔断电极狭窄部分切断与整体的联系。切断与整体的联系。第四十九页，本课件共有103页 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）：）：1000F5%，
19、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；最大参数：浪涌电压（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。第五十页，本课件共有103页
20、B25655-A1148-K000的额定参数：的额定参数：额定电容量（额定电容量（CN）：）：1450F10%，额定电压，额定电压（UN）：）：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（Ui）：）：1100V1100V，储能（，储能（WNWN）：）：）：）：1100Ws，最大纹波电流有效值，最大纹波电流有效值（ImaxImax）：）：135A，寄生电感（，寄生电感（，寄生电感（，寄生电感（LselfLself）：）：40nH，损，损耗因数（耗因数（tan0tan0）：）：210-4210-4，ESRESR：0.8m；最大；最大；最大；最大参数：
21、交流输入浪涌电压（参数：交流输入浪涌电压（参数：交流输入浪涌电压（参数：交流输入浪涌电压（U U）：）：）：）：1500V1500V，浪涌电压，浪涌电压，浪涌电压，浪涌电压（USUS）：）：1900V，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）：）：2kA，浪涌电流（浪涌电流（ISIS）：）：）：）：20kA20kA，（，（，（，（du/dt）maxmax：1V/s1V/s，（du/dtdu/dt）S：14V/s；测试参数：（；测试参数：（；测试参数：（；测试参数：（UTT）DC1900V，1010秒，（秒，（UTCUTC）DC3500VDC3500V，
22、1010秒，绝缘秒，绝缘秒，绝缘秒，绝缘电阻（电阻（电阻（电阻（RisCRisC）：）：10000秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（秒，损耗角正切（50Hz）：）：1010-4。第五十一页，本课件共有103页变频器/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。逆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
23、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电的方式，其目的就是使直流母线的寄生电感最小化。感最小化。第五十三页，本课件共有103页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页，本课件共有103页变频器专用薄膜滤波电容器构成的变频变频器专用薄膜滤波电容器构成的变频器的结构图器的结构图第五十五页，本课件共有103页EPCOS的的B25645-A4180-J*-1变频器变频器专用薄膜滤波电容器的结构专用薄膜滤波电容器的结构第五十六页，本课件共有103页薄膜电容器的优势薄膜电容器的优势综上
24、所述，采用薄膜电容器作为变频器综上所述，采用薄膜电容器作为变频器/逆逆变器的整流滤波电容器不仅可以大大提高变频变器的整流滤波电容器不仅可以大大提高变频器器/逆变器的应用寿命，避免更换滤波电容器逆变器的应用寿命，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之苦和付出的成本代价，同时由于薄膜电容器的低的低ESR使你便电路中的开关管上的电压应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力大大减小，有利于开关管的工作状态与可靠性。可靠性。第五十八页，本课件共有103页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
25、抑制来自在旁路逆变器纹波电流的同时，还要抑制来自于直流练得上电过电压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 第五十九页，本课件共有103页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，电车等第六十页，本课件共有103页直流支撑电压波形 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，只要接触重新被建立过压将出现。过压将出现。第六十一页，本课件共有103页情况分析情况分析更糟的情况是
26、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，电解倍的额定电压。所以，电解电容可以承受的最低电压为：电容可以承受的最低电压为：2X1000V/1.2=1670V需要四支需要四支450V的电解电容串的电解电容串的电解电容串的电解电容串联。联。联。联。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，体积的电解电容，体积的电解电容，体积的电解电
27、容，体积为为为为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20Arms。而相同容值的。而相同容值的膜电容，体积为膜电容，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500Arms还高。还高。第六十二页，本课件共有103页寿命计算寿命计算: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：第六十三页，本
28、课件共有103页聚丙烯薄膜电容器寿命与工作电压的关聚丙烯薄膜电容器寿命与工作电压的关系系第六十四页，本课件共有103页在实际应用中，铝电解电容器的寿命是无法同薄膜电容器相比的。第六十五页，本课件共有103页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发目的：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，医用器械，生器，充磁、退磁机，激光电源，医用器械，储能焊接等领域中。储能焊接等领域中。对性能的要求：高电压、高储能、高放电电流。对性能的要求：高电压、高储能、高放电电流。第六十六页，本课件共有103页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是能够提
29、供非常高的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产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脉冲电容器的放电电流可达12.5kA！储能！储能750焦耳（这个数值大约为焦耳（这个数值大约为5000法拉超级电容器法拉超级电容器的的1/50，但是超级电容器由于，但是超级电容器由于ESR还是较大，还是较大，释放不了这么大的电流）。可以用于直流脉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，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。第六十
30、七页，本课件共有103页薄膜电容器用于输出整流滤波薄膜电容器由于其ESR极低和优异的可靠性，在高可靠性的大功率开关电源的输出整流滤波应用将是一个不错的选择。第六十八页，本课件共有103页特点特点ESR极低，据测试，极低，据测试，80F/30V的薄膜电容的薄膜电容器的器的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。铜板，或者用多个引脚引出。寄生电感极低。寄生电感极低。特别是用于特别是用于100kHz以上开关频率、输出电压以上开关频率、输出电压比较高，如比较高，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
31、页，本课件共有103页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桥电路结构，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，隔离其直电，因此需要将交流成分耦合过去，隔离其直流成分。流成分。承担这种耦合作用的电容器不仅需要具有足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，还要能通过比较大够的直流电压承受能力，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的交流电流，尽管这个电流小于流过谐振电容器电流。容器电流。第七十页，本课件共有103页性能要求性能要求除了电压要
32、求、电流要求外，这种耦合常需要除了电压要求、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耦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能。因此，需要耦合电容器具有满足需要的电容量。容量。在实际应用中，一般的薄膜电容器均可以在实际应用中，一般的薄膜电容器均可以满足要求。满足要求。第七十一页，本课件共有103页电源电磁干扰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
33、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。第七十二页，本课件共有103页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。其作用降低电气、电子设备或其他干扰源产生的电磁干扰。电气、电子设备或其
34、他干扰源产生的电磁干扰。第七十三页，本课件共有103页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类电容器类电容器（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类电容器都必须类电容器都必须满足电器安全规则，所以满足电器安全规则，所以X类电容器还是类电容器还是Y类类电容器均称谓安规电容器
35、，特别是电容器均称谓安规电容器，特别是Y类电容器类电容器还要确保电气安全中的人身安全，因此，还要确保电气安全中的人身安全，因此，X类电容器和类电容器和Y类电容器均须通过电气安全测类电容器均须通过电气安全测试。试。第七十四页，本课件共有103页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类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。导致电击危险的场合，如跨接电源线两端。X类电容器按迭加到电源电压上的峰值脉冲类电容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）大小可分为电压（在使用中可能承受的）大小可分为三类：三类：X1、X2和和X3。这个脉冲电压
36、可以是。这个脉冲电压可以是由于外部线路受到雷击而引起，也可以是由于外部线路受到雷击而引起，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。跨接电源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地线之间的线间的脉冲电压相对电源线与地线之间的脉冲电压低脉冲电压低。第七十五页，本课件共有103页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第七十六页，本课件共有103页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类电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险类
37、电容器适用于在电容器失效时会导致电击危险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，这就要求的场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求的场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求的场合，如跨接电源线与于地之间，这就要求Y类电类电容器能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。容器能够承受更高的脉冲测试电压的冲击测试。Y类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电类电容器根据不同的应用电源电压分为：（额定电压压压压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
38、增强绝缘：）的双重绝缘或增强绝缘：Y1；（150V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：Y2；（150V额定电压额定电压额定电压额定电压250V）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：Y4，共四个子类。，共四个子类。Y2与与与与Y3Y3不同之处见下表不同之处见下表第七十七页，本课件共有103页Y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第七十八页，本课件共有103页实验
39、电压波形第七十九页，本课件共有103页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，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。则这些电容器应有相同的标称值。第八十页，本课件共有103页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 第八十一页，本课件共有103页峰值脉冲电压测试波形峰值脉冲电压测试波形第八十二页，
40、本课件共有103页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类和类和类和类和Y Y类电容器电气安全性的必测项目类电容器电气安全性的必测项目类电容器电气安全性的必测项目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之一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲之一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲之一，主要是考察电容器在浪涌过电压时能否经得住冲击，击，击，击，X X类和类和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。其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压的其测试条件分为直流试验和交流试验，其
41、中交流施压的其测试条件分为直流试验和交流试验，其中交流施压的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：施加条件为：施加条件为：施加条件为：施加50或或60Hz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的速的速率从零升高到试验电压，试验电压时间应从达到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近零，并且电容器通过一个适当的压应减少至接近零，并且电容器通过一个适当的电阻放电。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应注意的是，由用户进
42、行的重复耐电压试验可能会损坏应注意的是，由用户进行的重复耐电压试验可能会损坏应注意的是，由用户进行的重复耐电压试验可能会损坏电容器。电容器。电容器。电容器。第八十三页，本课件共有103页 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页，本课件共有103页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，小时的那久性试验，在试验中每隔一小时应将电压升高到在试验中每隔一小时应将电压升高到1000V（有效值），持续（有效值），持续0.1秒。该试验应分别通过秒。该试验应分别通过一个一个
43、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。第八十五页，本课件共有103页耐久性测试电路与波形耐久性测试电路与波形第八十六页，本课件共有103页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%、X1为为4kV+7%，X2、Y3、Y4为：为：2.5kV+7%、X3为：为：
44、1.2kV+7%。每个样品共接受每个样品共接受20次这样电压的冲击。次这样电压的冲击。第八十七页，本课件共有103页电容器自燃性的试验电压波形电容器自燃性的试验电压波形第八十八页，本课件共有103页各国的电气安全认可各国的电气安全认可 发达国家对电气安全都有严格的认证，对于通过认证的发达国家对电气安全都有严格的认证，对于通过认证的发达国家对电气安全都有严格的认证，对于通过认证的发达国家对电气安全都有严格的认证，对于通过认证的电气产品均加有改过电气认证的图标。因此，无论是电气产品均加有改过电气认证的图标。因此，无论是电气产品均加有改过电气认证的图标。因此，无论是电气产品均加有改过电气认证的图标。
45、因此，无论是X X类电容器还是类电容器还是Y Y类电容器，在电容器上均必须印有类电容器，在电容器上均必须印有已通过的电气安全认证的图标。已通过的电气安全认证的图标。第八十九页，本课件共有103页抑制电源电磁干扰用电容器的连接方式抑制电源电磁干扰用电容器的连接方式 第九十页，本课件共有103页抑制电源电磁干扰用电容器的连接方式抑制电源电磁干扰用电容器的连接方式第九十一页，本课件共有103页抑制电源电磁干扰用电容器的连接方抑制电源电磁干扰用电容器的连接方式式第九十二页，本课件共有103页抑制电源电磁干扰用电容器的特性与抑制电源电磁干扰用电容器的特性与主要参数主要参数抑制电源电磁干扰用电容器的作用是
46、抑制来自于电气、电子抑制电源电磁干扰用电容器的作用是抑制来自于电气、电子抑制电源电磁干扰用电容器的作用是抑制来自于电气、电子抑制电源电磁干扰用电容器的作用是抑制来自于电气、电子设备或其他干扰源产生的电磁干扰，不仅要满足电气安全标设备或其他干扰源产生的电磁干扰，不仅要满足电气安全标设备或其他干扰源产生的电磁干扰，不仅要满足电气安全标设备或其他干扰源产生的电磁干扰，不仅要满足电气安全标准，还要满足于制电源电磁干扰的作用。准，还要满足于制电源电磁干扰的作用。准，还要满足于制电源电磁干扰的作用。准，还要满足于制电源电磁干扰的作用。由于电磁干扰的频谱非常宽，所以抑制电源电磁干扰用由于电磁干扰的频谱非常宽
47、，所以抑制电源电磁干扰用电容器应具有电容器应具有“高频高频”电容器的特性；不仅如此，抑制电容器的特性；不仅如此，抑制电源电磁干扰用电容器还要有效的将电磁干扰电源电磁干扰用电容器还要有效的将电磁干扰“全部全部”或大部分从电容器中分流掉，这样抑制电源电磁干扰用或大部分从电容器中分流掉，这样抑制电源电磁干扰用电容器还要像滤波电容器还要像滤波/旁路电容器那样具有非常低的旁路电容器那样具有非常低的旁路电容器那样具有非常低的旁路电容器那样具有非常低的ESRESR；当抑制电源电磁干扰用电容器受到电磁干扰特别是浪涌当抑制电源电磁干扰用电容器受到电磁干扰特别是浪涌电压和瞬态过电压的冲击时抑制电源电磁干扰用电容器
48、电压和瞬态过电压的冲击时抑制电源电磁干扰用电容器还要像缓冲电容器那样缓冲这个电压瞬变的冲击还要耐还要像缓冲电容器那样缓冲这个电压瞬变的冲击还要耐受高受高dv/dt（高电流脉冲）的冲击，这就要求抑制电源（高电流脉冲）的冲击，这就要求抑制电源电磁干扰用电容器应具有脉冲电容器的可以承受高电磁干扰用电容器应具有脉冲电容器的可以承受高dv/dtdv/dt值的能力。值的能力。值的能力。值的能力。第九十三页，本课件共有103页 RIFA的抑制的抑制电电源源电电磁干磁干扰电扰电容器的主要特性容器的主要特性第九十四页，本课件共有103页电源电磁干扰电容器的优异性能电源电磁干扰电容器的优异性能从表中的数据可以看到
49、抑制电源电磁干扰电容从表中的数据可以看到抑制电源电磁干扰电容器的谐振频率（器的谐振频率（f0）在薄膜电容器中是优秀的；）在薄膜电容器中是优秀的；dv/dt与缓冲、脉冲电容器相近，可以承受相与缓冲、脉冲电容器相近，可以承受相对高的电流脉冲。如对高的电流脉冲。如0.6F的的X2电容器可以电容器可以承受承受400V/s，即，即240A峰值电流。峰值电流。0.047F的的Y2电容器可以承受电容器可以承受2000V/s，即，即94A峰值峰值电流。电流。第九十五页，本课件共有103页电磁干扰抑制电容器的应用电磁干扰抑制电容器的应用 电源滤波器电源滤波器 第九十六页，本课件共有103页电磁干扰抑制电容器的应
50、用电磁干扰抑制电容器的应用共模滤波器与差模滤波器组合的电源滤波器共模滤波器与差模滤波器组合的电源滤波器开关电源中的电源滤波器其差模滤波器放在共模滤开关电源中的电源滤波器其差模滤波器放在共模滤波器的前面波器的前面第九十七页，本课件共有103页晶闸管电路的电磁干扰的抑制晶闸管电路的电磁干扰的抑制 第九十八页，本课件共有103页整流子电动机的电磁干扰的抑制整流子电动机的电磁干扰的抑制 第九十九页，本课件共有103页电气安全电气安全带有带有Y Y电容器的电气、电子设备当其接地端悬空时电容器的电气、电子设备当其接地端悬空时（如电视机），人接触到外壳或电路的公共参考端（如电视机），人接触到外壳或电路的公共