对陶瓷电容器施加直流电压时,容值为啥变小

时间:2023-03-31来源:佚名

电容器的温度特性是以作为电介质材料的陶瓷种类为准。主要使用的陶瓷种类为类型1(低介电常数)以及类型2(高介电常数)。

类型1的陶瓷是以二氧化钛(TiO2)为基材的非强介电性陶瓷,其中多数含有添加物钛酸锶(SrTiO3)以及钛酸钙(CaTiO3)。类型1的陶瓷为中介电性(非强介电性),因此温度稳定性十分优秀。此外,DC偏压下静电容量不会发生变化,同时静电容量也不会因老化发生变化。
类型2的陶瓷为强介电性,通常以钛酸钡(BaTiO3)为基材。相比类型1的陶瓷,其拥有极高的介电常数。但介电常数会因温度、偏置电压、老化而发生大幅变动。陶瓷的晶格结构会随温度发生相变,因此介电常数会随温度发生大幅变化。此外,静电容量也会因施加直流电压(DC偏压)或老化而降低。

类型2,其高介电常数系列的电容器(B/X5R特性或E/Z5U、R/X7R、F/Y5V特性),由于施加直流电压,其静电容量有时会不同于标称值,因此应特别注意。

例如,如下图所示,对高介电常数系列电容器施加的直流电压越大,其实际静电容量越低。下图是横轴表示施加在电容器的直流电压(V),纵轴表示的是相对于初始值的静电容量的变化情况。如图所示,根据所施加的电压,其静电容量发生变化的特性称为"DC(直流)偏压特性"。

对陶瓷电容器施加直流电压时,容值为啥变小

根据上述内容,在使用高介电常数系列电容器时,应充分考虑其实际工作状态下,施加在电容两端的直流电压。

此外,对于DC偏压特性,是普遍现象,在所有高介电常数系列电容器中都有此现象。可以通过软件来确认偏压特性、温度特性以及频率特性。例如村田提供SimSurfing。各个厂家都会提供相应的表格或者工具。

关于DC偏压特性的原理

陶瓷电容器中的高介电常数系列电容器,现在主要使用以BaTiO3 (钛酸钡) 作为主要成分的电介质。

BaTiO3具有如下图所示的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构,在居里温度以上时,为立方晶体(cubic),Ba2 离子位于顶点,O2-离子位于表面中心,Ti4 离子位于立方体中心的位置。

对陶瓷电容器施加直流电压时,容值为啥变小

上图是在居里温度(约125℃)以上时的立方晶体(cubic)的晶体结构,在此温度以下的常温领域,向一个轴延长,其他轴略微缩短的正方体(tetragonal)晶体结构。

此时,作为Ti4 离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果,产生极化,不过,这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生,因此,称为自发极化(spontaneous polarization)。像这样,具有自发极化,而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性,被称为强诱电型(ferro electricity)。

对陶瓷电容器施加直流电压时,容值为啥变小

相关阅读

电动机常用控制电路(二)

拉线开关操作有状态信号灯的电动机220V控制电路 拉线开关操作有状态信号灯的电动机220V控制电路如图2-3所示。其中,图2-3(a)所示为由图形符号构成的控制电路;把图2-3(a)采用实...
2023-06-13
电动机常用控制电路(二)

电动机的电气元件正确选用,是防止电动机发生故障的主要措施之一

故障电动机中电器元件的选择 由前述 电动机控制设备故障及处理实例 内容所见,在实际维修中,综合电动机各类型的故障,可以总结出以下几方面的主要问题。 1.电源电压问题。...
2023-06-13
电动机的电气元件正确选用,是防止电动机发生故障的主要措施之一

一文了解配电箱的正确接地方法

本文介绍了配电箱如何接地的方法,不管配电箱尺寸的大小与接地位置,配电箱均需要接地,箱内电器部件须接地的部分,也要与PE排连接,必须掌握正确的配电箱接地方法。 配电箱的...
2024-03-18

家庭实用检修指南:物业电工的专业建议

作为家庭安全和舒适的守护者,物业电工马工凭借7年的水电维修经验,带领团队为居民提供日常巡检和紧急维修服务。今天将分享一些实用的家庭检修技巧,帮助您快速解决家中常见的电...
2024-08-12
家庭实用检修指南:物业电工的专业建议

电路知识入门之电压的大小和方向

有关电路的小知识,介绍了电压的大小、电压的方向两个方面的知识,电场力做功,电压是衡量电场力做功本领大小的物理量,规定电压的方向由高电位指向低电位,下面具体来看下。...
2023-06-26
电路知识入门之电压的大小和方向

热销商品

EPDM配电箱机柜密封条三元乙丙橡胶半圆海绵自粘发泡胶条20*10mm

EPDM配电箱机柜密封条采用优质三元乙丙橡胶(EPDM)材质,具备优异的耐候性、耐臭氧、耐高低温(-40℃~+120℃)及抗老化性能,适用于户外及严苛环境。其半圆海绵结构设计,兼具...
1.08

防静电塑料镊子93301-08硬质碳纤维合成镊子 尖头镊子 纤维镊子

防静电塑料镊子93301-08采用硬质碳纤维合成材料制成,兼具高强度与轻量化特性,适用于精密操作场景。其尖头设计精细,夹持力稳定,可精准抓取微小元件,广泛应用于电子元器...
0.3

耐高温发泡硅胶密封垫片背胶定制聚氨酯丁晴氟橡胶EPDM矩形软四氟

耐高温发泡硅胶密封垫片背胶定制产品,采用优质硅胶、聚氨酯、丁腈橡胶、氟橡胶及EPDM等多种高性能材料,具备优异的耐高温、耐油、耐腐蚀与抗老化性能。其发泡结构质...
2

硅胶发泡圆条硅胶发泡条耐高温密封条海绵条 1mm/2/3/4/5/8/10/12

硅胶发泡圆条(又称硅胶发泡条、耐高温密封条、海绵条)是一种高性能密封材料,采用优质硅胶发泡工艺制成,具有优异的耐高温、耐老化、阻燃及弹性恢复性能。常见规格包括...
1.6

轻便型防撞鸭舌安全帽车间防撞安全鸭舌帽防砸帽劳保帽子定制印字

轻便型防撞鸭舌安全帽专为车间作业设计,融合安全防护与舒适佩戴体验。采用高强度ABS材质,重量轻、抗冲击性强,有效抵御高处坠物及侧面碰撞,符合国家安全标准。鸭舌帽...
14.6

网站栏目