薄膜电容器与应用课件

薄膜薄膜电电容器与容器与应应用用 1 1A A薄膜电容器1876年英国年英国D.斐茨杰拉德斐茨杰拉德发发明明纸纸介介电电容器。容器。这这就是薄膜就是薄膜电电容器的始祖。容器的始祖。有机介有机介质质由于其性能由于其性能优优异而大量异而大量应应用。用。有机介有机介质质可以分可以分为为聚乙聚乙烯烯、聚苯乙、聚苯乙烯烯、聚、聚四氟乙四氟乙烯烯、聚丙、聚丙烯烯、聚、聚酯酯、聚碳酸、聚碳酸酯酯、聚、聚酰亚酰亚胺、聚胺、聚砜砜、聚苯硫、聚苯硫醚醚、漆膜等。、漆膜等。对对于于电电力力电电子子线线路来路来说说，应应用最多的是聚用最多的是聚酯电酯电容器、聚丙容器、聚丙烯电烯电容器。容器。2 2A A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3 3A A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4 4A A额额定直流定直流电压电压、额额定交流定交流电压电压额额定直流定直流电压电压：是在整个温度范：是在整个温度范围围内允内允许许持持续续施加的直流施加的直流电压电压。试验电压试验电压：电电容器出厂前形式容器出厂前形式试验时对电试验时对电容器施加的容器施加的电压电压，一般在，一般在1.52倍，持倍，持续时续时间间2分分钟钟或或500小小时时。介介电电强强度：度：电电容器的介容器的介质质所能承受的所能承受的电压电压，这这个个电压电压高于高于试验电压试验电压。额额定交流定交流电压电压：电电容器工作在交流容器工作在交流电压电压下下可以可以连续连续施加的交流施加的交流电压电压有效有效值值。5 5A A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：6 6A A电电容器的交流容器的交流电压电压与与频频率的关系率的关系当交流当交流当交流当交流电电电电的的的的频频频频率很低率很低率很低率很低时时时时，流，流，流，流过电过电过电过电容器的容器的容器的容器的电电电电流也很流也很流也很流也很低，低，低，低，这这这这是是是是电电电电容器所允容器所允容器所允容器所允许许许许施加的交流施加的交流施加的交流施加的交流电压为额电压为额电压为额电压为额定交定交定交定交流流流流电压电压电压电压。随着随着随着随着频频频频率的升高，流率的升高，流率的升高，流率的升高，流过电过电过电过电容器的容器的容器的容器的电电电电流增加。当流流增加。当流流增加。当流流增加。当流过电过电过电过电容器的容器的容器的容器的电电电电流达到流达到流达到流达到电电电电容器的容器的容器的容器的额额额额定定定定电电电电流流流流时时时时，将不，将不，将不，将不允允允允许继续许继续许继续许继续增加增加增加增加电电电电流。流。流。流。为为为为了限制了限制了限制了限制电电电电流，需要流，需要流，需要流，需要电压电压电压电压降降降降额额额额。随着随着随着随着频频频频率率率率继续继续继续继续升高，升高，升高，升高，电电电电容器的介容器的介容器的介容器的介质损质损质损质损耗上升，由耗上升，由耗上升，由耗上升，由于于于于电电电电容器所允容器所允容器所允容器所允许许许许的的的的损损损损耗耗耗耗为为为为一定一定一定一定值值值值，介，介，介，介质损质损质损质损耗增加，耗增加，耗增加，耗增加，将要求将要求将要求将要求ESRESR损损损损耗降低，也就是耗降低，也就是耗降低，也就是耗降低，也就是说说说说要要要要进进进进一步降低一步降低一步降低一步降低电电电电流有效流有效流有效流有效值值值值，来保，来保，来保，来保证电证电证电证电容器的容器的容器的容器的损损损损耗耗耗耗为额为额为额为额定定定定值值值值。7 7A A电电容器的容器的电压电压与与频频率的关系率的关系电电容器可承受的交流容器可承受的交流电压电压、电电流与流与频频率的率的关系关系 8 8A A薄膜薄膜电电容器容器电压电压与与频频率的关系率的关系l l当当当当频频频频率升高到一定程率升高到一定程率升高到一定程率升高到一定程度度度度时时时时，薄膜，薄膜，薄膜，薄膜电电电电容器允容器允容器允容器允许许许许施加的施加的施加的施加的电压电压电压电压将随将随将随将随频频频频率的升高而降低。率的升高而降低。率的升高而降低。率的升高而降低。9 9A A薄膜薄膜电电容器容器电压电压与温度的关系与温度的关系薄膜薄膜电电容器在不同温度下可承受的交流容器在不同温度下可承受的交流电电压压1010A A电电容量的容量的变变化与温度的关系化与温度的关系1111A AESR、ESL与阻抗与阻抗频频率特性率特性1212A Adv/dt、峰值电流、有效值电流电电容器的容器的电电流与流与dv/dt的关系：的关系：当当dv/dt为为峰峰值时值时，对应对应的的电电流流为为峰峰值电值电流。流。电电容器允容器允许许的有效的有效值电值电流受流流受流过过的的电电流在流在ESR上的上的损损耗限制耗限制1313A A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。1414A A损耗因数与频率的关系1515A A损损耗因数与温度的关系耗因数与温度的关系1616A A应应用薄膜用薄膜电电容器需要注意的容器需要注意的问题问题应应用条件：用条件：工作工作电压电压状状态态电压变电压变化速率化速率流流过电过电容器的有效容器的有效值电值电流与峰流与峰值电值电流流1717A A薄膜电容器在电力电子线路中的主要作用旁路旁路缓缓冲与箝位冲与箝位谐谐振振平滑与直流支撑平滑与直流支撑急急剧剧放放电电电电源源电电磁干磁干扰扰抑制抑制1818A A薄膜电容器用作旁路l l目的：目的：目的：目的：l l降低直流母降低直流母降低直流母降低直流母线线线线阻抗；阻抗；阻抗；阻抗；l l吸收来自吸收来自吸收来自吸收来自负载负载负载负载的的的的纹纹纹纹波波波波电电电电流，抑制直流母流，抑制直流母流，抑制直流母流，抑制直流母线线线线电压电压电压电压因因因因负载负载负载负载突突突突变变变变而出而出而出而出现现现现的波的波的波的波动动动动。1919A A薄膜电容器用于直流母线旁路2020A A对对性能的要求性能的要求尽可能低的尽可能低的ESR满满足要求的足要求的电电容量容量满满足要求的足要求的额额定有效定有效值电值电流和峰流和峰值电值电流流2121A A薄膜电容器用作缓冲与箝位l l目的目的目的目的l l对对对对性能的要求性能的要求性能的要求性能的要求2222A A电容器用于箝位2323A A电容器作为缓冲电容器2424A A电容器用于准谐振与有源箝位2525A A薄膜薄膜电电容器用于容器用于谐谐振式振式变换变换器器目的：与目的：与电电感共同感共同实现谐实现谐振功能振功能对对性能的要求：在相性能的要求：在相应频应频率下更率下更够够承受足承受足够够的交流的交流电压电压、电电流流2626A A谐谐振式振式变换变换器器电电路路LLC谐谐振式振式变换变换器器特点：低噪声特点：低噪声2727A A谐谐振式振式变换变换器器谐谐振式高振式高频频感感应应加加热热功率功率变换变换器器2828A A2929A A中中频频感感应应加加热热功率功率变换变换器器电电路路详见电详见电力力电电子技子技术术教材教材特点：特点：为为了降低成本、高了降低成本、高输输出功率，晶出功率，晶闸闸管逆管逆变变器器为为了了获获得更高的得更高的负载电负载电流，采用并流，采用并联谐联谐振振方式方式电电容器的容器的电电流接近于流接近于负载电负载电流流3030A A中中频频感感应应加加热电热电容器容器特点：特点：电电容量大容量大无功功率高无功功率高大大电电流流需要水冷需要水冷3131A A薄膜薄膜电电容器容器实现实现平滑与直流支撑平滑与直流支撑功能功能目的：目的：平滑整流后直流平滑整流后直流电压电压旁路（吸收）逆旁路（吸收）逆变变器的器的纹纹波波电电流，改善直流，改善直流母流母线电压质线电压质量量3232A A对对性能的要求性能的要求膜膜电电容特容特别别适合适合这这种种应应用。因用。因为为直流支撑直流支撑电电容的主要容的主要标标准是有效准是有效值电值电流的承受能力。流的承受能力。这这意味着直流支撑意味着直流支撑电电容能容能够够以有效以有效值电值电流流来来设计设计 3333A A实例以以电电瓶瓶车为车为例，例，要求的数据要求的数据工作工作电压电压:120VDC允允许许的的纹纹波波电压电压:4VRMS有效有效值电值电流流:80ARMS20kHz最小容最小容值为值为在膜在膜电电容中，很容易找到接近的容容中，很容易找到接近的容值值。3434A A如果采用如果采用铝电铝电解解电电容器容器与与电电解解电电容比容比较较：以每以每F20mA为为例，例，为为了承受了承受80A有效有效值值电电流，最小容流，最小容值值实际实际上可能需要两只上可能需要两只4000F的的电解解电容器容器并并联3535A A电电容器在容器在电电网供网供电时电时平滑与旁路作用平滑与旁路作用3636A A实实例例容容值值的确定的确定应应从从电电网网频频率比逆率比逆变变器器频频率低率低入手。使用下述等式确定容入手。使用下述等式确定容值值：流流过电过电容的有效容的有效值电值电流流为为（近似表示式），（近似表示式），该电该电流没有考流没有考虑虑逆逆变变器器侧侧的的电电流流3737A A如果直流如果直流电压电压1000V，纹纹波波电压电压200VIrms：(P=1MW)=2468Arms(P=500kW)=1234Arms(P=100kW)=247Arms3838A A频频率与率与电电容量的关系容量的关系3939A A频率与电容来的关系低频部分4040A A对电对电容量的要求（容量的要求（1）为为了方便比了方便比较较，我，我们选择电们选择电流承受能力流承受能力为为20mA每每F的的电电解解电电容容考考虑虑到到0.2Arms/F,有效有效值电值电流流为为2468A时时，需要的最小容需要的最小容值为值为123.4mF。对应图对应图中曲中曲线线的的值值，我，我们们可以看到可以看到对频对频率低于率低于100Hz的的整流器，使用膜整流器，使用膜电电容，容，该该容容值值同同样样是需要是需要的。的。4141A A对电对电容量的要求（容量的要求（2）因此，因此，对对于三相，六整流管的整流器，于三相，六整流管的整流器，频频率率为为。我。我们们可以看到可以看到对应对应1MW的曲的曲线线，需，需要要18.5mF的容的容值值。与。与电电解解电电容相比，如使容相比，如使用膜用膜电电容方案，体容方案，体积积几乎可以几乎可以缩缩小小4倍，同倍，同时时有更高的可靠型。有更高的可靠型。4242A A比比较较低的功率情况低的功率情况在更低功率的情况下，同在更低功率的情况下，同样样能能够给够给出相同出相同的的结结果果,对对于于10kW的功率，的功率，虽虽然容然容值变值变得得很小，但是膜很小，但是膜电电容仍然是最好的解决方案。容仍然是最好的解决方案。甚至在甚至在100Hz整流器整流器频频率，只需要率，只需要555F的的电电容，供容，供电电压电电压与与纹纹波波电压电压仍然与前面相仍然与前面相同。同。4343A A10 kW逆变器对电容量的要求与频率的关系4444A A滤波与平滑用薄膜电容器滤滤波与平滑用波与平滑用电电容器是用来平滑整流器容器是用来平滑整流器输输出的出的电压电压、电电流，在流，在电压电压低于低于450V时时通常通常应应用价格低廉的用价格低廉的铝电铝电解解电电容器，当容器，当电压电压高高于于500V低于低于700V时时仍可以仍可以应应用用铝电铝电解解电电容容器串器串联联的方式，但是在需要高可靠的的方式，但是在需要高可靠的场场合合与与电压电压高于高于1000V或更高或更高时则应时则应用薄膜用薄膜电电容容器作器作为滤为滤波波电电容器容器为为好。好。4545A A薄膜薄膜电电容器作容器作为滤为滤波波电电容器的容器的应应用用实实例例4646A A薄膜薄膜电电容器作容器作为滤为滤波波电电容器容器4747A A薄膜薄膜电电容器作容器作为滤为滤波波电电容器容器4848A A薄膜薄膜电电容器作容器作为滤为滤波波电电容器容器电电极极结结构构l l安全要求：即使局部安全要求：即使局部安全要求：即使局部安全要求：即使局部击击击击穿也不会造成整个穿也不会造成整个穿也不会造成整个穿也不会造成整个电电电电容器的短路。容器的短路。容器的短路。容器的短路。l l如如如如图电图电图电图电极极极极结结结结构可以在构可以在构可以在构可以在电电电电容器的某一部分容器的某一部分容器的某一部分容器的某一部分击击击击穿是利用熔断穿是利用熔断穿是利用熔断穿是利用熔断电电电电极狭极狭极狭极狭窄部分切断与整体的窄部分切断与整体的窄部分切断与整体的窄部分切断与整体的联联联联系。系。系。系。4949A A B25645-A4180-J*-1的的额额定参数：定参数：额额定定电电容量（容量（CN）：）：1000F5%，额额定定电电压压（UN）：）：DC400V，储储能（能（WN）：）：80WS，最大，最大纹纹波波电电流有效流有效值值（Imax）：）：60A，寄生，寄生电电感（感（Lself）：）：5nH，损损耗因耗因数（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，浪涌电电流（流（IS）：）：5kA，（，（du/dt）S：5V/s；测试测试参数：（参数：（UTT）DC550V，10秒，秒，绝缘绝缘电电阻（阻（RisC）：）：10000秒，秒，损损耗角正切耗角正切（50Hz）：）：6010-4。5050A A B25655-A1148-K000的的额额定参数：定参数：额额额额定定定定电电电电容量（容量（容量（容量（CNCN）：）：）：）：1450F10%1450F10%，额额额额定定定定电压电压电压电压（UNUN）：）：）：）：DC1250VDC1250V，交流，交流，交流，交流输输输输入入入入电压电压电压电压（UiUi）：）：）：）：1100V1100V，储储储储能（能（能（能（WNWN）：）：）：）：1100Ws1100Ws，最大，最大，最大，最大纹纹纹纹波波波波电电电电流流流流有效有效有效有效值值值值（ImaxImax）：）：）：）：135A135A，寄生，寄生，寄生，寄生电电电电感（感（感（感（LselfLself）：）：）：）：40nH40nH，损损损损耗因数（耗因数（耗因数（耗因数（tan0tan0）：）：）：）：210-4210-4，ESRESR：0.8m0.8m；最大参数：交流；最大参数：交流；最大参数：交流；最大参数：交流输输输输入浪涌入浪涌入浪涌入浪涌电压电压电压电压（U U）：）：）：）：1500V1500V，浪涌，浪涌，浪涌，浪涌电压电压电压电压（USUS）：）：）：）：1900V1900V，交流，交流，交流，交流输输输输入浪入浪入浪入浪涌涌涌涌电电电电流（流（流（流（I I）：）：）：）：2kA2kA，浪涌，浪涌，浪涌，浪涌电电电电流（流（流（流（ISIS）：）：）：）：20kA20kA，（du/dtdu/dt）maxmax：1V/s1V/s，（，（，（，（du/dtdu/dt）S S：14V/s14V/s；测试测试测试测试参数：（参数：（参数：（参数：（UTTUTT）DC1900VDC1900V，1010秒，秒，秒，秒，（UTCUTC）DC3500VDC3500V，1010秒，秒，秒，秒，绝缘电绝缘电绝缘电绝缘电阻（阻（阻（阻（RisCRisC）：）：）：）：1000010000秒，秒，秒，秒，损损损损耗角正切（耗角正切（耗角正切（耗角正切（50Hz50Hz）：）：）：）：1010-41010-4。5151A A变频器/逆变器用滤波电容器安装结构对比分析简单经济简单经济的安装方式可以是采用的安装方式可以是采用导线连导线连接接方式，常方式，常见见于早期于早期变频变频器器/逆逆变变器。器。现现在比在比较较常常见见的是整流器、整流的是整流器、整流滤滤波波电电容容器与逆器与逆变变器之器之间间采用采用铜铜板板连连接。接。对于采用于采用变频器器专用薄膜用薄膜滤波波电容器的容器的变频器的安装器的安装结构更是尤构更是尤为重要，必重要，必须采用采用“功率功率PCB”的方式，其目的就是使直流母的方式，其目的就是使直流母线的寄生的寄生电感最小化。感最小化。5353A A用用铝电铝电解解电电容器容器滤滤波的波的变频变频器的器的结结构构图图5454A A变频变频器器专专用薄膜用薄膜滤滤波波电电容器构成的容器构成的变频变频器的器的结结构构图图5555A AEPCOS的的B25645-A4180-J*-1变频变频器器专专用薄膜用薄膜滤滤波波电电容器的容器的结结构构5656A A薄膜薄膜电电容器的容器的优势优势综综上所述，采用薄膜上所述，采用薄膜电电容器作容器作为变频为变频器器/逆逆变变器的整流器的整流滤滤波波电电容器不容器不仅仅可以大大提高可以大大提高变频变频器器/逆逆变变器的器的应应用寿命，避免更用寿命，避免更换滤换滤波波电电容器之苦和付出的成本代价，同容器之苦和付出的成本代价，同时时由于由于薄膜薄膜电电容器的低容器的低ESR使你便使你便电电路中的开关路中的开关管上的管上的电压应电压应力大大减小，有利于开关管力大大减小，有利于开关管的工作状的工作状态态与可靠性。与可靠性。5858A A直流支撑直流支撑电电容器在直流容器在直流链电链电路中的作用路中的作用在旁路逆在旁路逆变变器器纹纹波波电电流的同流的同时时，还还要抑制要抑制来自于直流来自于直流练练得上得上电过电压电过电压主要主要应应用：用：轻轻型型牵牵引的引的应应用，如：地用，如：地铁铁，轻轨轻轨，电车电车等等 5959A A薄膜电容器作为直流支撑电容器轻轻轻轻型型型型牵牵牵牵引的引的引的引的应应应应用，如：地用，如：地用，如：地用，如：地铁铁铁铁，轻轨轻轨轻轨轻轨，电车电车电车电车等等等等6060A A直流支撑电压波形 在接触断开在接触断开时时，能量来自直流支撑，能量来自直流支撑电电容，容，结结果，果，电压电压降低。因此，只要接触重新被降低。因此，只要接触重新被建立建立过压过压将出将出现现。6161A A情况分析情况分析更糟的情况是更糟的情况是更糟的情况是更糟的情况是过压过压过压过压会达到会达到会达到会达到额额额额定定定定电压电压电压电压的几乎的几乎的几乎的几乎2 2倍。倍。倍。倍。电电电电解解解解电电电电容可承受最大容可承受最大容可承受最大容可承受最大1.21.2倍的倍的倍的倍的额额额额定定定定电压电压电压电压。所以，。所以，。所以，。所以，电电电电解解解解电电电电容可以承受的最低容可以承受的最低容可以承受的最低容可以承受的最低电压为电压为电压为电压为：2X1000V/1.2=1670V2X1000V/1.2=1670V需要四支需要四支需要四支需要四支450V450V的的的的电电电电解解解解电电电电容串容串容串容串联联联联。膜膜膜膜电电电电容可以承受容可以承受容可以承受容可以承受这这这这种种种种过压过压过压过压。考考考考虑虑虑虑部分从网上得到的数据，部分从网上得到的数据，部分从网上得到的数据，部分从网上得到的数据，10mF10mF的的的的电电电电解解解解电电电电容，容，容，容，体体体体积为积为积为积为2626升，最大有效升，最大有效升，最大有效升，最大有效值电值电值电值电流流流流为为为为20Arms20Arms。而相。而相。而相。而相同容同容同容同容值值值值的膜的膜的膜的膜电电电电容，体容，体容，体容，体积为积为积为积为2525升，最大有效升，最大有效升，最大有效升，最大有效值电值电值电值电流流流流可比可比可比可比500Arms500Arms还还还还高。高。高。高。6262A A寿命寿命计计算算:膜膜电电容允容允许许有很有很长长的寿命期望，其寿命的的寿命期望，其寿命的长长短由短由负载电压负载电压条件（工作条件（工作电压电压）与）与热热点点温度决定。温度决定。对对于直流于直流滤滤波波电电容，其寿命符容，其寿命符合下面的曲合下面的曲线线：6363A A聚丙聚丙烯烯薄膜薄膜电电容器寿命与工作容器寿命与工作电压电压的关系的关系6464A A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。6565A A薄膜电容器用于急剧放电目的：可以用于直流脉冲目的：可以用于直流脉冲电电容器容器应应用于脉用于脉冲冲发发生器，充磁、退磁机，激光生器，充磁、退磁机，激光电电源，医源，医用器械，用器械，储储能能焊焊接等接等领领域中。域中。对对性能的要求：高性能的要求：高电压电压、高、高储储能、高放能、高放电电电电流。流。6666A A储储能能电电容器的性能容器的性能电电容器用于放容器用于放电应电应用通常是能用通常是能够够提供非常提供非常高的放高的放电电电电流和高流和高储储能，如我国的九方合能，如我国的九方合荣生荣生产产的脉冲的脉冲电电容器的放容器的放电电电电流可达流可达12.5kA！储储能能750焦耳（焦耳（这这个数个数值值大大约为约为5000法拉超法拉超级电级电容器的容器的1/50，但是超，但是超级电级电容器由于容器由于ESR还还是是较较大，大，释释放不了放不了这这么大么大的的电电流）。可以用于直流脉冲流）。可以用于直流脉冲电电容器容器应应用用于脉冲于脉冲发发生器，充磁、退磁机，激光生器，充磁、退磁机，激光电电源，源，医用器械，医用器械，储储能能焊焊接等接等领领域中。域中。6767A A薄膜电容器用于输出整流滤波l l薄膜薄膜电电容器由于容器由于其其ESRESR极低和极低和优优异的可靠性，在异的可靠性，在高可靠性的大功高可靠性的大功率开关率开关电电源的源的输输出整流出整流滤滤波波应应用用将是一个不将是一个不错错的的选择选择。6868A A特点特点ESR极低，据极低，据测试测试，80F/30V的薄膜的薄膜电电容容器的器的ESR仅仅仅仅几个几个！可以流可以流过很大的很大的电流，流，电容器的容器的电极或者极或者用用铜板，或者用多个引脚引出。板，或者用多个引脚引出。寄生寄生电感极低。感极低。特特别是用于是用于100kHz以上开关以上开关频率、率、输出出电压比比较高，如高，如24V以上的大功率开关以上的大功率开关电源源6969A A耦合与隔直耦合与隔直在开关在开关电电源、源、电电子子镇镇流器中，由于逆流器中，由于逆变变器器是半是半桥电桥电路路结结构，而构，而变压变压器、器、荧荧光灯光灯仅仅能能接受交流接受交流电电，因此需要将交流成分耦合，因此需要将交流成分耦合过过去，隔离其直流成分。去，隔离其直流成分。承担承担这这种耦合作用的种耦合作用的电电容器不容器不仅仅需要具有需要具有足足够够的直流的直流电压电压承受能力，承受能力，还还要能通要能通过过比比较较大的交流大的交流电电流，尽管流，尽管这这个个电电流小于流流小于流过过谐谐振振电电容器容器电电流。流。7070A A性能要求性能要求除了除了电压电压要求、要求、电电流要求外，流要求外，这这种耦合常种耦合常需要耦合需要耦合电电容器在开关周期的容器在开关周期的负负半周向半周向负负载载提供提供电电能。因此，需要耦合能。因此，需要耦合电电容器具有容器具有满满足需要的足需要的电电容量。容量。在在实际应实际应用中，一般的薄膜用中，一般的薄膜电电容器均可以容器均可以满满足要求。足要求。7171A A电电源源电电磁干磁干扰扰的抑制的抑制大部分的大部分的电电磁干磁干扰扰来自来自电电源源由于由于电电源源电电磁干磁干扰扰抑制抑制电电容器接在交流容器接在交流电电源源侧侧，随，随时时可能受到来自可能受到来自电电源的浪涌源的浪涌电压电压、瞬瞬时过电压时过电压的冲的冲击击，电电源源电电磁干磁干扰扰抑制抑制电电容器必容器必须须能能够够承受住承受住这这些冲些冲击击。7272A A抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器主要用于容器主要用于“电电气气和和电电子子设备设备，并跨接到，并跨接到电电源源线线，且，且电电源源线线之之间间的的电压电压不超不超过过500V直流或交流有效直流或交流有效值值，或任意或任意电电源源线线与地之与地之间间的的电压电压不超不超过过250V直流或交流有效直流或交流有效值值，频频率不超率不超过过100Hz”。其作用降低其作用降低电电气、气、电电子子设备设备或其他干或其他干扰扰源源产产生的生的电电磁干磁干扰扰。7373A A抑制电源电磁干扰用电容器分类抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器一般分容器一般分为为两两类类：跨接跨接电电源源线线的的X类类抑制抑制电电磁干磁干扰扰用的用的X类电类电容器（容器（capacitorofclassX）和跨接）和跨接电电源源线线与于地之与于地之间间的的Y类类抑制抑制电电磁干磁干扰扰用的用的Y类类电电容器（容器（capacitorofclassY）。）。可可见见无无论论是是X类电类电容器容器还还是是Y类电类电容器都必容器都必须满须满足足电电器安全器安全规则规则，所以，所以X类电类电容器容器还还是是Y类电类电容器均称容器均称谓谓安安规电规电容器，特容器，特别别是是Y类类电电容器容器还还要确保要确保电电气安全中的人身安全，气安全中的人身安全，因此，因此，X类电类电容器和容器和Y类电类电容器均容器均须须通通过电过电气安全气安全测试测试。7474A AX类电类电容器容器对对于于X类电类电容器适用于在容器适用于在电电容器失效容器失效时时不会不会导导致致电击电击危危险险的的场场合，如跨接合，如跨接电电源源线线两端。两端。X类电类电容器按迭加到容器按迭加到电电源源电压电压上的峰上的峰值值脉冲脉冲电压电压（在使用中可能承受的）大小可分（在使用中可能承受的）大小可分为为三三类类：X1、X2和和X3。这这个脉冲个脉冲电压电压可以是可以是由于外部由于外部线线路受到雷路受到雷击击而引起，也可以是而引起，也可以是由于开关相由于开关相邻设备邻设备而引起，也可以是由于而引起，也可以是由于开关使用开关使用电电容器的容器的设备设备而引起。跨接而引起。跨接电电源源线间线间的脉冲的脉冲电压电压相相对电对电源源线线与地与地线线之之间间的的脉冲脉冲电压电压低低。7575A AX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小小小小类类类类使用使用使用使用时时时时的的的的峰峰峰峰值值值值脉冲脉冲脉冲脉冲电压电压电压电压kVkV绝缘绝缘绝缘绝缘类类类类型型型型IEC IEC 664664应应应应用用用用耐久性耐久性耐久性耐久性试验试验试验试验前前前前施加的峰施加的峰施加的峰施加的峰值值值值脉脉脉脉冲冲冲冲电压电压电压电压U UP P kV kVX1X12.52.54.04.0IIIIII高脉高脉高脉高脉冲冲冲冲应应应应用用用用C CR R1.0F,41.0F,4C CR R1.0F,4/C1.0F,4/CR R X2X22.52.5IIII一般一般一般一般应应应应用用用用C CR R1.0F,2.51.0F,2.5C CR R1.0F,2.5/C1.0F,2.5/CR R X3X31.51.5-一般一般一般一般应应应应用用用用-注：注：注：注：1.1.电电电电容量大于容量大于容量大于容量大于1.0f1.0f时时时时UPUP减减减减额额额额因子均因子均因子均因子均为为为为C CR RU UP P2 2/2/2。保持不。保持不。保持不。保持不变变变变。2.2.X3X3类类类类和和和和X2X2类类类类相相相相对应对应对应对应的的的的规规规规定定定定见见见见IEC 384-14IEC 384-14第一第一第一第一版中的表版中的表版中的表版中的表1 1。7676A AY类电类电容器容器而而而而Y Y类电类电类电类电容器适用于在容器适用于在容器适用于在容器适用于在电电电电容器失效容器失效容器失效容器失效时时时时会会会会导导导导致致致致电击电击电击电击危危危危险险险险的的的的场场场场合，如跨接合，如跨接合，如跨接合，如跨接电电电电源源源源线线线线与于地之与于地之与于地之与于地之间间间间，这这这这就要求就要求就要求就要求Y Y类电类电类电类电容器能容器能容器能容器能够够够够承受更高的脉冲承受更高的脉冲承受更高的脉冲承受更高的脉冲测试电压测试电压测试电压测试电压的冲的冲的冲的冲击测击测击测击测试试试试。Y Y类电类电类电类电容器根据不同的容器根据不同的容器根据不同的容器根据不同的应应应应用用用用电电电电源源源源电压电压电压电压分分分分为为为为：（：（：（：（额额额额定定定定电压电压电压电压250V250V）的双重）的双重）的双重）的双重绝缘绝缘绝缘绝缘或增或增或增或增强强强强绝缘绝缘绝缘绝缘：Y1Y1；（150V150V额额额额定定定定电压电压电压电压250V250V）的基本）的基本）的基本）的基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝绝绝绝缘缘缘缘：Y2Y2；（150V150V额额额额定定定定电压电压电压电压250V250V）的基本）的基本）的基本）的基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝绝绝绝缘缘缘缘：Y3Y3和（和（和（和（额额额额定定定定电压电压电压电压150V150V）的基本）的基本）的基本）的基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝缘绝缘绝缘绝缘：Y4Y4，共四个子，共四个子，共四个子，共四个子类类类类。Y2Y2与与与与Y3Y3不同之不同之不同之不同之处见处见处见处见下表下表下表下表7777A AY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小小小小类类类类跨接的跨接的跨接的跨接的绝缘类绝缘类绝缘类绝缘类型型型型额额额额定定定定电压电压电压电压V V耐久性耐久性耐久性耐久性试验试验试验试验前施加的峰前施加的峰前施加的峰前施加的峰值值值值脉冲脉冲脉冲脉冲电压电压电压电压U UP P kV kVY1Y1双重双重双重双重绝缘绝缘绝缘绝缘或增或增或增或增强强强强绝绝绝绝缘缘缘缘2502508.08.0Y2Y2基本基本基本基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝绝绝绝缘缘缘缘1501502502505.05.0Y3Y3基本基本基本基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝绝绝绝缘缘缘缘150150250250Y4Y4基本基本基本基本绝缘绝缘绝缘绝缘或或或或辅辅辅辅助助助助绝绝绝绝缘缘缘缘1501502.52.5注注注注1.1.基本基本基本基本绝缘绝缘绝缘绝缘、辅辅辅辅助助助助绝缘绝缘绝缘绝缘、双重、双重、双重、双重绝缘绝缘绝缘绝缘和增和增和增和增强强强强绝缘绝缘绝缘绝缘的定的定的定的定义见义见义见义见IEC536IEC536中中中中2.12.1、2.22.2、2.32.3和和和和2.42.4。2 Y32 Y3类类类类与与与与IEC 384-14IEC 384-14第一版中第一版中第一版中第一版中4.44.4的的的的Y Y相相相相对应对应对应对应。7878A A实验电压波形7979A A等价原等价原则则一个一个Y类电类电容器可以跨接基本容器可以跨接基本绝缘绝缘，也可以，也可以跨接跨接辅辅助助绝缘绝缘。如果用两个。如果用两个Y2类类、Y3类类或或Y4类电类电容器串容器串联组联组合跨接基本和合跨接基本和辅辅助助绝缘绝缘，则这则这些些电电容器容器应应有相同的有相同的标标称称值值。8080A A峰峰值值脉冲脉冲电压测试电压测试X类电类电容器和容器和Y类电类电容器的耐久性容器的耐久性试验试验前施前施加的峰加的峰值值脉冲脉冲电压测试电压测试波形波形 8181A A峰峰值值脉冲脉冲电压测试电压测试波形波形8282A A耐耐电压测试电压测试 耐耐耐耐电压测试电压测试电压测试电压测试是是是是X X类类类类和和和和Y Y类电类电类电类电容器容器容器容器电电电电气安全性的必气安全性的必气安全性的必气安全性的必测测测测项项项项目之一，主要是考察目之一，主要是考察目之一，主要是考察目之一，主要是考察电电电电容器在浪涌容器在浪涌容器在浪涌容器在浪涌过电压时过电压时过电压时过电压时能能能能否否否否经经经经得住冲得住冲得住冲得住冲击击击击，XX类类类类和和和和Y Y类电类电类电类电容器的耐久性容器的耐久性容器的耐久性容器的耐久性测试电测试电测试电测试电压值压值压值压值如下表。如下表。如下表。如下表。其其其其测试测试测试测试条件分条件分条件分条件分为为为为直流直流直流直流试验试验试验试验和交流和交流和交流和交流试验试验试验试验，其中交流，其中交流，其中交流，其中交流施施施施压压压压的条件的条件的条件的条件为为为为：施加：施加：施加：施加5050或或或或60Hz60Hz电压电压电压电压，以不超，以不超，以不超，以不超过过过过150V/s150V/s的速率从零升高到的速率从零升高到的速率从零升高到的速率从零升高到试验电压试验电压试验电压试验电压，试验电压时试验电压时试验电压时试验电压时间应间应间应间应从达到从达到从达到从达到试验电压值时试验电压值时试验电压值时试验电压值时开始开始开始开始计计计计算，在算，在算，在算，在试验结试验结试验结试验结束束束束时时时时，试验电压应试验电压应试验电压应试验电压应减少至接近零，并且减少至接近零，并且减少至接近零，并且减少至接近零，并且电电电电容器通容器通容器通容器通过过过过一个适当的一个适当的一个适当的一个适当的电电电电阻放阻放阻放阻放电电电电。应应应应注意的是，由用注意的是，由用注意的是，由用注意的是，由用户进户进户进户进行的重复耐行的重复耐行的重复耐行的重复耐电压试验电压试验电压试验电压试验可能可能可能可能会会会会损损损损坏坏坏坏电电电电容器。容器。容器。容器。8383A A 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类别类别类别类别额额额额定定定定电压电压电压电压（V V）直流直流直流直流试验试验试验试验交流交流交流交流试验试验试验试验X1X1、X2X2、X3X35005004.3 U4.3 UR R(dc)(dc)2U2UR R+1500+1500 V(ac)V(ac)最小最小最小最小值为值为值为值为2000V(ac)2000V(ac)YIYI2502504000V(dc)4000V(dc)4000 V(ac)4000 V(ac)Y2Y2、Y3Y31501502502501500V(dc)1500V(dc)2U2UR R+1500+1500 V(ac)V(ac)最小最小最小最小值为值为值为值为2000V(ac)2000V(ac)Y4Y4150150900V(dc)900V(dc)900 V(ac)900 V(ac)8484A A耐久性耐久性测试测试耐久性耐久性测试时电测试时电容器容器应应在上限在上限类别类别温度和温度和1.7UR的的电压电压下承受下承受1000小小时时的那久性的那久性试试验验，在，在试验试验中每隔一小中每隔一小时应时应将将电压电压升高到升高到1000V（有效（有效值值），持），持续续0.1秒。秒。该试验应该试验应分分别别通通过过一个一个475%的的电电阻施加到每个阻施加到每个电电容器上。容器上。8585A A耐久性耐久性测试电测试电路与波形路与波形8686A A自燃性自燃性试验试验 自燃性自燃性试验试验是是电电容器在受到迭加在基波交容器在受到迭加在基波交流流电压电压上的随机非同步的高上的随机非同步的高压压脉冲冲脉冲冲击时击时能否自燃的能否自燃的试验电压试验电压波形如下波形如下图图。测试测试的基波交流的基波交流电压电压有效有效值为值为UR5%，所，所施加的高施加的高压压脉冲的峰脉冲的峰值为值为：Y2为为5kV+7%、X1为为4kV+7%，X2、Y3、Y4为为：2.5kV+7%、X3为为：1.2kV+7%。每个每个样样品共接受品共接受20次次这样电压这样电压的冲的冲击击。8787A A电电容器自燃性的容器自燃性的试验电压试验电压波形波形8888A A各国的各国的电电气安全气安全认认可可 发发发发达国家达国家达国家达国家对电对电对电对电气安全都有气安全都有气安全都有气安全都有严严严严格的格的格的格的认证认证认证认证，对对对对于通于通于通于通过过过过认证认证认证认证的的的的电电电电气气气气产产产产品均加有改品均加有改品均加有改品均加有改过电过电过电过电气气气气认证认证认证认证的的的的图标图标图标图标。因。因。因。因此，无此，无此，无此，无论论论论是是是是X X类电类电类电类电容器容器容器容器还还还还是是是是Y Y类电类电类电类电容器，在容器，在容器，在容器，在电电电电容器容器容器容器上均必上均必上均必上均必须须须须印有已通印有已通印有已通印有已通过过过过的的的的电电电电气安全气安全气安全气安全认证认证认证认证的的的的图标图标图标图标。8989A A抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器的容器的连连接接方式方式 9090A A抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器的容器的连连接接方式方式9191A A抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器的容器的连连接接方式方式9292A A抑制抑制电电源源电电磁干磁干扰扰用用电电容器的特性容器的特性与主要参数与主要参数抑制抑制抑制抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器的作用是抑制来自于容器的作用是抑制来自于容器的作用是抑制来自于容器的作用是抑制来自于电电电电气、气、气、气、电电电电子子子子设备设备设备设备或其他干或其他干或其他干或其他干扰扰扰扰源源源源产产产产生的生的生的生的电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰，不，不，不，不仅仅仅仅要要要要满满满满足足足足电电电电气安全气安全气安全气安全标标标标准，准，准，准，还还还还要要要要满满满满足于制足于制足于制足于制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰的作用。的作用。的作用。的作用。由于由于由于由于电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰的的的的频谱频谱频谱频谱非常非常非常非常宽宽宽宽，所以抑制，所以抑制，所以抑制，所以抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器容器容器容器应应应应具有具有具有具有“高高高高频频频频”电电电电容器的特性；不容器的特性；不容器的特性；不容器的特性；不仅仅仅仅如此，抑制如此，抑制如此，抑制如此，抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器容器容器容器还还还还要有效的将要有效的将要有效的将要有效的将电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰“全部全部全部全部”或大或大或大或大部分从部分从部分从部分从电电电电容器中分流掉，容器中分流掉，容器中分流掉，容器中分流掉，这样这样这样这样抑制抑制抑制抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容容容容器器器器还还还还要像要像要像要像滤滤滤滤波波波波/旁路旁路旁路旁路电电电电容器那容器那容器那容器那样样样样具有非常低的具有非常低的具有非常低的具有非常低的ESRESR；当抑制当抑制当抑制当抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器受到容器受到容器受到容器受到电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰特特特特别别别别是浪涌是浪涌是浪涌是浪涌电压电压电压电压和瞬和瞬和瞬和瞬态过电压态过电压态过电压态过电压的冲的冲的冲的冲击时击时击时击时抑制抑制抑制抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器容器容器容器还还还还要像要像要像要像缓缓缓缓冲冲冲冲电电电电容器那容器那容器那容器那样缓样缓样缓样缓冲冲冲冲这这这这个个个个电压电压电压电压瞬瞬瞬瞬变变变变的冲的冲的冲的冲击还击还击还击还要耐要耐要耐要耐受高受高受高受高dv/dtdv/dt（高（高（高（高电电电电流脉冲）的冲流脉冲）的冲流脉冲）的冲流脉冲）的冲击击击击，这这这这就要求抑制就要求抑制就要求抑制就要求抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰用用用用电电电电容器容器容器容器应应应应具有脉冲具有脉冲具有脉冲具有脉冲电电电电容器的可以承受高容器的可以承受高容器的可以承受高容器的可以承受高dv/dtdv/dt值值值值的能力。的能力。的能力。的能力。9393A A 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X2X2抑制抑制抑制抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰电扰电扰电扰电容器容器容器容器电电电电容量容量容量容量（FF）0.60.60.470.470.330.330.270.270.220.220.150.150.10.10.0680.0680.0470.0470.0330.033f f0 0（MHzMHz）1.71.71.91.92.42.42.82.83.03.03.83.84.94.95.85.87.07.08.48.4dv/dtdv/dt（V/sV/s）400400400400400400400400600600600600600600120012001200120012001200电电电电容量容量容量容量（FF）0.0220.0220.0150.0150.010.010.00680.00680.00470.00470.00330.00330.00220.00220.00150.00150.0010.001f f0 0（MHzMHz）101012121515191921212929353542425353dv/dtdv/dt（V/sV/s）120012001200120012001200120012001200120012001200120012001200120012001200Y2Y2抑制抑制抑制抑制电电电电源源源源电电电电磁干磁干磁干磁干扰电扰电扰电扰电容器容器容器容器电电电电容量（容量（容量（容量（FF）0.10.10.0680.0680.0470.0470.0330.0330.0220.0220.0150.0150.010.01f f0 0（MHzMHz）4.04.04.94.96.56.57.77.7101013131515dv/dtdv/dt（V/sV/s）4004006006001000100010001000140014001400140014001400电电电电容量（容量（容量（容量（FF）0.0680.0680.00470.00470.00330.00330.00220.00220.00150.00150.0010.001f f0 0（MHzMHz）191921212929353542425353dv/dtdv/dt（V/sV/s）1400140020002000200020002000200020002000200020009494A A电电源源电电磁干磁干扰电扰电容器的容器的优优异性能异性能从表中的数据可以看到抑制从表中的数据可以看到抑制电电源源电电磁干磁干扰扰电电容器的容器的谐谐振振频频率（率（f0）在薄膜）在薄膜电电容器中是容器中是优优秀的；秀的；dv/dt与与缓缓冲、脉冲冲、脉冲电电容器相近，可以承受容器相近，可以承受相相对对高的高的电电流脉冲。如流脉冲。如0.6F的的X2电电容器可容器可以承受以承受400V/s，即，即240A峰峰值电值电流。流。0.047F的的Y2电电容器可以承受容器可以承受2000V/s，即即94A峰峰值电值电流。流。9595A A电电磁干磁干扰扰抑制抑制电电容器的容器的应应用用 电电源源滤滤波器波器 9696A A电电磁干磁干扰扰抑制抑制电电容器的容器的应应用用共模共模滤滤波器与差模波器与差模滤滤波器波器组组合的合的电电源源滤滤波器波器开关开关电电源中的源中的电电源源滤滤波器其差模波器其差模滤滤波器放在共模波器放在共模滤滤波器的前面波器的前面9797A A晶晶闸闸管管电电路的路的电电磁干磁干扰扰的抑制的抑制 9898A A整流子整流子电动电动机的机的电电磁干磁干扰扰的抑制的抑制 9999A A电电气安全气安全带带带带有有有有Y Y电电电电容器的容器的容器的容器的电电电电气、气、气、气、电电电电子子子子设备设备设备设备当其接地端当其接地端当其接地端当其接地端悬悬悬悬空空空空时时时时（如（如（如（如电视电视电视电视机），人接触到外壳或机），人接触到外壳或机），人接触到外壳或机），人接触到外壳或电电电电路的公共参考路的公共参考路的公共参考路的公共参考端（端（端（端（电电电电路的接地路的接地路的接地路的接地电电电电位）位）位）位）时时时时，交流，交流，交流，交流电电电电源就会通源就会通源就会通源就会通过过过过Y Y电电电电容器、人体、大地形成回路容器、人体、大地形成回路容器、人体、大地形成回路容器、人体、大地形成回路 。人体流人体流人体流人体流过过过过“漏漏漏漏电电电电流流流流”，当漏，当漏，当漏，当漏电电电电流小流小流小流小时时时时，使人有麻，使人有麻，使人有麻，使人有麻电电电电的感的感的感的感觉觉觉觉，这这这这是否安全呢？是否安全呢？是否安全呢？是否安全呢？电电电电气安全气安全气安全气安全规规规规定在一般情定在一般情定在一般情定在一般情况下流况下流况下流况下流过过过过人体的人体的人体的人体的“漏漏漏漏电电电电流流流流”必必必必须须须须小于小于小于小于0.5mA0.5mA！才能！才能！才能！才能保保保保证证证证人身安全。人身安全。人身安全。人身安全。这这这这就是就是就是就是Y Y电电电电容器的容器的容器的容器的电电电电容量的容量的容量的容量的选择选择选择选择依据，依据，依据，依据，换换换换言之言之言之言之Y Y电电电电容器的容器的容器的容器的电电电电容量越大抑制容量越大抑制容量越大抑制容量越大抑制电电电电磁干磁干磁干磁干扰扰扰扰效果越好，但是效果越好，但是效果越好，但是效果越好，但是所可能所可能所可能所可能产产产产生的生的生的生的“漏漏漏漏电电电电流流流流”必必必必须须须须在人身安全在人身安全在人身安全在人身安全电电电电流以下。流以下。流以下。流以下。100100A A电电气安全气安全101101A A电电气安全气安全而医而医疗电疗电子子设备设备特特别别是参与介入治是参与介入治疗疗的的电电子子设备设备的的“漏漏电电流流”必必须须小于小于10A！因此，！因此，这样这样的医的医疗设备疗设备必必须须良好接地！而不能指良好接地！而不能指望减小望减小Y电电容器的容器的电电容量来得到低的漏容量来得到低的漏电电流。流。这这也同也同样说样说明明为为什么要求什么要求Y电电容器的那么容器的那么严严酷的原因了。所以酷的原因了。所以Y电电容器容器时时不能用其他不能用其他电电容器替代的。容器替代的。同同样样需要注意的是需要注意的是X电电容只能用于即使容只能用于即使X电电容器容器时时效也不能暴露效也不能暴露给给人的地方，以防有人的地方，以防有电击电击的危的危险险。102102A A更更详详尽的分析尽的分析请请看明年科学出版社出版的看明年科学出版社出版的“电电容器手册容器手册”让让我我们们共同努力！共同努力！103103A A