塑胶薄膜电容器使用中必须考虑的几个问题

天狼晓月

一、薄膜电容器的标准术语１．上限类别温度
    电容器设计所确定的能连续工作的最高环境温度。
２、下限类别温度
    电容器设计所确定的能连续工作的最低环境温度。
３．额定温度
    可以连续施加额定电压的最高环境温度。
４．额定电压（ＵＲ）
    在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或脉冲电压的峰值。
５、类别电压（ＵＣ）
    电容器在上限类别温度下可以连续施加在电容器上的最高电压。
６．温度降额电压
    温度降额电压是在额定温度和上限类别温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最高电压。
７、气候类别
电容器所属的气候类别用斜线分隔的、个数来表示
（IEC  60068—1：如55/100/56）        55 / 100 / 56   
55表示下限类别温度（－55℃）  100表示上限类别温度（+100℃）  56 表示稳态湿热试验的天数（56天）
８．容量温度系数（ａ）
电容器在规定的温度范围内容量随温度的变化率。通常以20℃时电容量为参考，用百万分之一每摄氏度
（10-6/℃）表示
（10-6/℃＝1ppm/℃）。
ai=（Ci－Co）/Co（Ti－To）
Ci: 电容器在温度Ti时容量
Co：电容器在To（20±2）℃时容量
9.  绝缘电阻（I.Ｒ.）／时间常数（ｔ）   
绝缘电阻为电容器充电一分钟后所加的直流电压和流经电容器的漏电流值的比值，单位为MΩ。时间常数为绝缘电阻和电容量的乘积．通常以秒表示，公式如下：
t【s】= I.Ｒ.【MΩ】×C【uF】
    一般情况下，绝缘电阻用于描述小容量电容器的绝缘特性，时间常数用于描述大容量（如：CR>0.33 uF）电容器的绝缘特性。
10. 损耗角正切(ｔｇδ)
    在规定频率的正弦波电压作用下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。
11．自愈性（仅对金属化膜电容器）
    金属化膜的金属镀层是通过真空蒸发的方法将金属沉积在薄膜上，厚度只有几十个纳米，当介质上存在弱点、杂质时，局部电击穿就可能发生，电击穿位置的电弧放电所产生的能量足以使电击穿点邻近处的金属镀层蒸发，使击穿点与周围极板隔开，电容器电气性能即可恢复正常。
二、使用薄膜电容器的注意事项：
１、工作电压
     薄膜电容器的选用取决于施加的最高电压，并受施加的电压波形、电流波形、频率、环境温度（电容器表面温度）、电容量等因素的影响。使用前请先检查电容器两端的电压波形、电流波形和频率是否在额定值内。
２、工作电流
    通过电容器的脉冲（或交流）电流等于电容量C与电压上升速率的乘积，即 I = C × dv/dt
    由于电容器存在损耗，在高频或高脉冲条件下使用时，通过电容器的脉冲（或交流）电流会使电容器自身发热而有温升，将会有热击穿（冒烟、起火）的危险。因此，电容器安全使用条件不仅受额定电压（或类别电压）的限制、而且受额定电流的限制。
    额定电流被认为是由击穿模式决定的脉冲电流（峰值电流，即由dv/dt指标所限制的）和连续电流（以峰峰值或有效值表示）组成，当使用时，必须确信这两个电流都在允许范围之内。
    在高频或高脉冲条件下使用的电容器，我们推荐聚丙烯膜电容器。
    在任何情况下都不允许超过额定峰峰值电流使用。
    当实际工作电流波形与给出的波形不同时，电容器表面温度不许超过额定上限温度。
３.抑制电源电磁干扰用电容器
３.１ 当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压,还会有异常脉冲电压（如闪电）发生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。所以，跨线电容器其安全标准在不同国家有严格规定。请使用经过安全认证的ＭＫＰ、ＣＬ６２、ＣＢＢ６２型电容器。

３.２ Ｘ2类抑制电源电磁干扰用电容器
       适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5KV的脉冲。
  4.电容器充放电
       由于电容器充放电电流取决于电容量和电压上升速率的乘积，
三．电压减轻率
　　不同品种(不同材料)产品在额定温度与使用极限温度、上限温度上使用时的电压减轻率.
聚酯薄膜电容器在高频率条件下使用时,由于电容器本身产生的热量会使电容器的温度增加,其损耗角值将变大.
因此种电容器应用在自我发热温度在10或10以下的电子回路,且不可超过其额定上限温度.

电介质	品种	额定上限温度	使用上限温度	使用上限电压
聚酯	MPE	85℃	105℃	额定电压×1.75
聚丙烯	MPP ,NPP NPPS(CMPP)	70℃ 85℃	85℃ 105℃	额定电压×1.75
PPS	MPPS	125℃	125℃	额定电压

四．在高频回路中使用时电压减轻率
电容器在高频率回路中使用时,由于电容器自身发热产生的热量而存在冒火,冒烟的危险.电压减轻事例如下.
电容例子  MPP250V224J
工作频率:  30KHz(正弦波形)
允许电流:  30KHz 2.7 Arms
使用上限电压   :60KHz /150Vrms,30KHz /65Vrms

五．注意事项:
1.       在DC额定电压内,需使用电容器两端引用的脉冲电压的最大值 ( Vo – P ).
2.       当高频情况下使用时,由于自身发出热量导致耐压会减轻,故而引脚(Lead)会短路.因此,测定出薄膜
电容器的自身发热上升温度,并确保在限度范围内使用.
如下,将减轻系数乘在额定电压上后,并在所得限定电压内请给予使用.

MPE   TYPE		MPP    TYPE
频率	50/60Hz基准时额电压减轻率	频率	50/60Hz基准时额定电压减轻率
50/60Hz	100(%)	50/60Hz	100(%)
1K	54	1K	76
5K	39	5K	55
10K	34	10K	49
20K	30	20K	41
30K	27	30K	38
40K	26	40K	36
50K	25	50K	35
60K	24	60K	33
70K	23	70K	32
80K	22	80K	31
90K	21	90K	30
100K	21	100K	30

DC额定电压使用于“AC”用途时,请遵守在以下表格中电压范围内使用.

额定电压	MPE	MPP
100VDC	50VAC
250VDC	125VAC	125VAC
400VDC	200VAC	160VAC
630VDC	250VAC	200VAC
800VDC		250VAC

以上AC电压为最大值(在50/60Hz下)

六．允许电流
　　薄膜电容器其内部阻抗低.所以大量的电流随着回路时而充电,时而放电.不论充电、放电若超
出允许限度时,电容器由于内部发热其温度将上升.其结果电子回路会马上受到破坏.特别是,rms电流
多或有大的脉冲电流通过时应测定其内部温度并确认是否在允许限度内.允许电流随着容量值的波
形区分为脉冲电流(最高电流)和持续电流(rms电流).以上两种均需确认是否在允许值范围内使用。

七．不同频率下的允许电流
　　薄膜电容器其损耗值与频率特性多样.工作频率的可允许rms电流随电容的品种而各异.尤其是在
高频率下工作时其损耗角值将增加.超出允许电流范围使用时,由于温度上升发生端子脱落或会起火.

八．不同脉冲电流下的允许电流
脉冲允许电流一般是由容量值与dV/dt(V/us)值得出.薄膜电容器的dv/dt值取决于素子的结构.
脉冲允许电流的决定方法。
Q=C·V````````①
Q：电荷量（库仑）
C：容量值（法拉）
V：电压
I=dQ/dt`````````②
I：电流（A）
将`①式的两边以时间t微分，且代入到②式，可得到③式dQ/dt=C=·dv/dt
I=C·dv/dt``````③
因此，由容量C（uF）与电压变化dV/dt（V/us）决定其脉冲电流。

[例]MPP 400V 224K的允许电流值是额定电压：400VDC  容量值：0.22
假如允许的dv/dt值=37时  
脉冲电流=0.22（uF）x 37= 8Ao-p  
（仅,重复次数为10,000次以下）瞬间的脉冲电流只可
使用到8Ao-p为止Rms电流应在允许电流值以内

九．薄膜电容器
　　薄膜电容器在高频率回路中使用时,随着电流的大小自身会发热.因此不同薄膜材料其身温度上升表如下:

金属蒸着聚酯膜电容器	10℃以下   Within 10℃
金属蒸着聚丙烯膜电容器	5℃以下    Wihnin 5℃
PPS薄膜	15℃以下   Within 15℃
聚丙烯膜电容器&串联品种	7℃以下    Within 7℃

十．电容器自身温度上升
　　薄膜电容器使用在AC电子回路时,尤其是高频率下使用的电容器,由于电容器自身发热,内部温
度会上升.因此在实际使用条件下,需确认自我发热温度,并在以上表格温度范围内使用。