对陶瓷电容器施加直流电压时,容值为啥变小

时间:2023-03-31作者: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

热销商品

国标TRVV高柔性拖链电缆2—48芯0.3 0.5 1 1.5 2.5平方耐弯折软线

国标TRVV高柔性拖链电缆,专为满足严苛工况下的动态传输需求而设计。该电缆具有2至48芯多种配置,适用于0.3、0.5、1.5、2.5平方等多种截面积选择,灵活满足不同设备的...
¥ 1.24

公牛开关插座面板全屋定制全屋配齐家装报价单官方正品付款链接Q9

公牛开关插座面板,为您的全屋定制家装提供一站式解决方案。我们提供全屋配齐的家装报价单,确保您的家装项目完美无缺。所有产品均为官方正品,品质保证,让您用得放心。...
¥ 1

定做定制各类密封条三元乙丙橡胶硅胶PVC防火阻燃EVA氯丁石墨丁晴

本公司专业定做各类定制密封条,涵盖三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶、PVC、EVA、氯丁橡胶、丁腈橡胶及石墨复合等多种材质,满足不同行业对密封、防水、隔音、隔热及防火阻燃...
¥ 1

直销配电箱暗插销铰链门轴CL225插销带螺丝固定铁皮柜弹簧铁铰链

CL225插销式暗铰链专为配电箱、铁皮柜等金属柜体设计,采用优质冷轧钢板经冲压成型,表面镀锌处理,防腐耐用。其内置弹簧结构,确保柜门开合顺畅、自动复位,提升使用便捷...
¥ 0.06

浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手 镀锌双头延长杆扳手多功能工具 开口扳手

这款多功能工具集浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手、镀锌双头延长杆扳手与开口扳手于一体,采用优质合金钢精密浇铸并经抛光处理,表面镀锌防锈,耐用性强。其双头设计适配多种规...
¥ 0.6

网站栏目