高压陶瓷电容

高压陶瓷电容
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基本介绍
高压陶瓷电容器，即使用在电力系统中的高压陶瓷电容器，一般如电力系统的计量，储能，分压等产品中，都会用到高压陶瓷电容器。高压陶瓷电容在LED灯行业已有广泛的应用和不轻的地位，高压陶瓷电容是用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。
单位及符号
·电容的基本单位是：F（法），此外还有μF（微法）、pF（皮法），另外还有一个用的比较少的单位，那就是：nF，由于电容F的容量非常大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位，而不是F的单位。他们之间的具体换算如下：
1F=1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
·电容的符号：
电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法，但电容符号在国内和国际表示都差不多，唯一的区别就是在有极性电容上，国内的是一个空筐下面一根横线，而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
作用
高压陶瓷电容具有耐磨直流高压的特点，适用于高压旁路和耦合电路中，其中的低耗损高压圆片具有较低的介质损耗，特别适合在电视接收机和扫描等电路中使用。
高压瓷片电容只要针对于高频，高压瓷片电容取决于使用在什么场合，典型作用可以消除高频干扰。
在大功率、高压领域使用的高压陶瓷电容器，要求具有小型、高耐压和频率特性好等特点。近年来随着材料、电极和制造技术的进步，高压陶瓷电容器的发展有长足的进展，并取得广泛应用。高压陶瓷电容器已成为大功率高压电子产品不可缺少的元件之一。
高压陶瓷电容器的用途主要分为送电、配电系统的电力设备和处理脉冲能量的设备。
因为电力系统的特殊性：交流电压高，高频，处于室外环境中(-40度到+60度)，雷击电压/电流大，等等各种因素，造成了高压陶瓷电容器在研发和生产中一直处于困境:环境的恶劣，要求电容具有超强的稳定性，即变化率要小；同时，计量，储能，分压等产品要求高精密度，这对处于这种环境下的高压陶瓷电容器的局放，即局部放电量有着极为苛刻的要求：局放为零。 
优点与差别
优点
1、容量损耗随温度频率具高稳定性
2、特殊的串联结构适合于高电压极长期工作可靠性
3、高电流爬升速率并适用于大电流回路无感型结构 .
差别
高压陶瓷电容和高压瓷片电容的特点对比：
高压陶瓷电容的特点
1、不需要认证
2、超高压可以达到7KV 在高就罕见了，
3、打印方式和Y电容比不用把各国认证打在产品表面，
4、电压最低可以到16V
5、耐压最高2.5倍 一般生产是1.5倍的标准测
高压瓷片电容特点：常用于高压场合。
陶瓷有I类瓷，II类瓷，III类瓷之分，
I类瓷，NP0，温度特性，频率特性和电压特性佳，因介电常数不高，所以容量做不大；
II类瓷，X7R次之，温度特性和电压特性较好；
III类瓷，介电常数高，所以容量可以做很大，但温度特性和电压特性不太好。
瓷片电容器一般体积不大。
另外，再强调一个重要特点：瓷介电容器击穿后，往往呈短路状态。（这是它的弱点）
性能要求
高压瓷片电容和高压陶瓷电容功能基本上是一样的，一些细节会有些不同。所以在使用的时候也要注意到性能方面。
一、直插的高压陶瓷电容器，俗称DIP类的，这类产品从16VDC到100KV都有生产，但是主要是指直流的，而且是引线型的。
二、直插型的陶瓷电容器有另类，就是交流陶瓷电容器，一般指250VAC的Y2安规电容器，以及400VAC的Y1交流安规电容器。从名称上显而易见，这类电容的电压是指交流电压，而且是有十个左右的国家的安全认证的。陶安规电容器之外，别的引线型陶瓷电容器所说的电压一般是指直流而言。
三、贴片陶瓷电容，俗称SMD类的，这种电容的规格一般以0201，0402，0603，0805，1206，1210等表示。。贴片电容英文简写是MLCC，电压从6.3VDC到2KV以上都有，当然，电压越高，价格也越不菲。
四，螺栓型高压陶瓷电容器。这类电容器一般耐超高电压，在电力系统中往往是指交流电压。如40KV102K，40KV103K，40KV153K等，型号很多种，但是里边的电压并不是直流。因为我们家里，或工厂企业所用的电都是交流电啊！这类电容器的技术含量是相当高的，往往是很多企业能做出这种形状，却始终没办法做出客人要求的品质，原因是：首先这类产品要求较高的交流电压，而大多数厂所标的是直流电压，所以，在送样阶段就被淘汰了；其次，这类高压陶瓷电容器要求超低的局放，局部放电量越大，电容的实际耐压值就越低，因此，局放是衡量一颗电容的质量的最好标准；再次，超高的工频，一般的引线型的电容也要以做到袍高的工频，而这种螺栓型的就更高要求。最后，这类电容对材质要求很严格，因为不同材质的损耗和温度系数，介电系数不一样。 
自恢复期
高温烧结，是高压陶瓷电容的最重要的工序之一。经过一百吨的冲压铸造，以及一千多度的高温烧结，高压陶瓷电容的芯片内部，各分子之间的构造成晶体结构。接下来的6小时的高温烘烤，和7小时的保温，彻底打乱了晶体的内部构造。
那么，要想恢复芯片的构造，稳固芯片的特性，高压陶瓷电容需要时间恢复。自然恢复（常温存放）以60天以上的时间为佳。而且，存放一年与存放两年的产品，以时间长为表现优异。所以，恢复期长，对电容器的性能是有很大帮助的，没有恢复期的电容，其耐压及耐电流性能是较差的。经试验发现，存放时间长的高压陶瓷电容器，其损耗角值会变得更小，高频特性也会更好。
特点
高压发生器要用到很多高压陶瓷电容器和大容量高压电容器。传统使用，客人们一般都使用高压薄膜类的电容器，但是随着陶瓷电容的优势不断体现，将来，薄膜电容器将越来越少的出现在高压发生器中。
高压薄膜类电容器与高压陶瓷电容器的各自优劣，主要是以下几点：
1、高压陶瓷电容的使用寿命更长。薄膜电容的寿命也就是三两年，电好的产品也不会超出5年。而高压陶瓷电容器则不同，比方说帝科电容就公开承诺：按20年设计，至少保证使用10年。
2、高压陶瓷电容的内阻更小。这是由各自的构造特点决定的。高压陶瓷电容器的内阻很小，而薄膜电容器由于是采取卷绕方式，这样就造成内阻偏大。而这种偏大的内阻带来的另一负面影响就是，电容在反复充放电的过程中，内阻会继续变大，并且会在一定时候使电容在电路中失效。
3、相对而言高压陶瓷电容器的电压更高。薄膜电容器的电容相对来讲，工作电压是不如陶瓷电容的高，这是共识；
4、有优点也会有缺点，陶瓷电容的容量较小。
测试方法
高压陶瓷电容器的可靠性测试，也叫老化测试，寿命测试，包括很多方面的测试内容：
1、串联电阻测试，绝缘电阻测试；
2、拉力测试，即引线与芯片焊接的牢固度；
3、正负温变化率测试，即-40度到+60度状况下，电容的变化率；
4、老化测试，高压陶瓷电容在模拟工作环境状态下运作30~60天，测试其衰减其各项参数的变化；
5、耐压实验，包括额定工作电压24小时工作测试；也包括击穿耐压，即破坏性测试，电容被击穿前的那一个临界电压就是击穿电压。
6、局放测试，即局部放电测试；
7、寿命测试，即在老化测试的基础上，再对电容进行高频冲电流下快速充放电测试，得到的充放电次数就是充放电寿命，注意，这个寿命的得出是在长时间的老化之后得出的。 
使用注意事项
1、工作电压
在交流电路或纹波电流电路中使用直流额定电压电容器时，请务必将外加电压的Vp-p值或包含直流偏置电压的Vo-p值维持在额定电压范围内。
若向电路施加电压，开始或停止时可能会因谐振或切换产生暂时的异常电压.请务必使用额定电压范围包含这些异常电压的电容器。
2、工作温度和自生热
(适用于B/E/F特性)
电容器的表面温度应保持在其额定工作温度范围的上限以下。务必考虑到电容器的自生热.电容器在高频电流，冲激电流等中使用时可能会因介电损耗发出自生热。外加电压应使自生热等负荷在25℃周围温度条件下不超过20℃范围，测量时应使用0.1mm小热容量的(K)的热电偶，而且电容器不应受到其它元件的散热或周围温度波动影响。
过热可能会导致电容器特性及可靠性下降.(切勿在冷却风扇运转时进行测量.否则无法确保测量数据的精确性)
3、耐电压的测试条件
(1)测试设备
交流耐电压的测试设备应具有能够产生类似于50/60Hz正弦波的性能。
如果施加变形的正弦波或超过规定电压值的过载电压，则可能会导致故障。
(2)电压外加方法
施加耐电压时，电容器的引线或端子应与耐电压测试设备的输出端连接牢固;然后再将电压从近零增加到测试电压。
如果测试电压不从近零逐渐提高而是直接施加在电容器上，则施加时应包含过零点*.测试结束时，测试电压应降到近零;然后再将电容器引线或端子从耐电压测试设备的输出端取下。
如果测试电压不从近零逐渐提高而是直接施加在电容器上，则可能会出现浪涌电压，从而导致故障.0V电压正弦波，过零点是指电压正弦通过0V的位置。
4、失效安全性
当电容器损坏时，失效可能会导致短路.为了避免在短路时引起触电，冒烟，火灾等危险情况，请在电路中使用熔丝等元件来设置自动防故障功能。
使用本产品时如忽略上述警告事项，则在严重情况下可能导致短路，并引起冒烟或局部离散。