高壓陶瓷電容器就是用陶瓷作為電介質(zhì),在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后經(jīng)低溫?zé)摄y質(zhì)薄膜作極板而制成。它的外形以片式居多,也有管形、圓形等形狀。高壓陶瓷電容一般都是圓形的藍(lán)色粉涂。也叫圓片電容器。
高壓陶瓷電容各類參數(shù)比較多,高壓陶瓷電容器的絕緣電阻取決于介質(zhì)材料配方、工藝過程(燒結(jié))和測量時(shí)的溫度。所有介質(zhì)的絕緣電阻都會隨溫度的提高而下降,在低溫(-55℃)到高溫(125℃)的MIL溫度特性范圍內(nèi)可以觀察到一個(gè)非常大的下降過程。
測量高壓電容器絕緣電阻的時(shí)候需要重點(diǎn)考慮的是絕緣電阻與電容量的關(guān)系。電容量值與絕緣電阻成反比,即電容量越高,絕緣電阻越低。這是因?yàn)殡娙萘颗c漏電流大小 是相互成正比的,可以用歐姆定律和比體積電容關(guān)系加以說明。歐姆定律表述了導(dǎo)體中電流(I),電壓(V)和電阻(R)之間的關(guān)系:
I = V/R
但是,電阻(R)是一個(gè)與尺寸有關(guān)的物理量,也與材料本征的電阻率有關(guān),如下所示:
R = ρL/A
這里 L = 導(dǎo)體長度 A = 導(dǎo)體橫截面積。因此電流(I)可以表示為: I = VA/ρL
考慮到高壓陶瓷電容器中通過絕緣體的漏電流(i)也可用上述關(guān)系式表示:I = VA’/ρt ,這里 V = 測試電壓 A’ = 有效電極面積ρ= 介質(zhì)電阻率 t = 介質(zhì)層厚度
從上面關(guān)系式可以看到,對于給定的測試電壓,漏電流大小正比于電容器有效電極面積,反比于介質(zhì)層厚度(和電阻率),即:i ∝ A’/t
類似地,電容量(C)正比于有效電極面積,反比于介質(zhì)層厚度,即:C = KA’/4.452t (這里 K = 介電常數(shù) A’ = 有效電極面積 t = 介質(zhì)層厚度)
因此 C ∝ A’/t 以及 i ∝ C
漏電流(i)與絕緣電阻成反比,即:IR ∝ 1/C
基于上述關(guān)系,可以歸納出以下幾點(diǎn):
1.絕緣電阻是測試電壓的函數(shù),漏電流正比于外加電壓:i = VA’/ρt 或 IR =ρt/VA’
2. 對于任意給定的電容器,絕緣電阻很大程度上依賴于介質(zhì)材料本征的電阻率(ρ),也依賴于材料配方和測量時(shí)的溫度。
3. 電容器絕緣電阻(IR)的測量值與電容量成反比,也就是說,IR是電容量的函數(shù),因此,工業(yè)應(yīng)用中產(chǎn)品IR的最小標(biāo)準(zhǔn)是由電阻(R)和容量(C), (R×C),所決定的,如下表所示。EIA標(biāo)準(zhǔn)要求產(chǎn)品在25℃時(shí)R×C超過1000歐姆-法拉(通常表示成1000兆歐-微法),在125℃時(shí)超過 100歐姆-法拉。
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