陶瓷電容器(ceramic capacitor)以電子陶瓷為介質(zhì)材料,具有使用溫度高,比容量大,耐潮濕性好,介質(zhì)損耗較小,電容溫度系數(shù)可在大范圍內(nèi)選擇等優(yōu)點(diǎn),在電子電路中應(yīng)用廣泛。但隨時(shí)間延長(zhǎng),陶瓷電容器會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)老化現(xiàn)象,使用時(shí)須引起注意。
電介質(zhì)的老化
電路應(yīng)用中,我們使用的大多是2類(lèi)陶瓷電容器,老化主要是介質(zhì)特性(NP0、X7R、Z5U、Y5V)所致。介質(zhì)老化是鐵電類(lèi)介質(zhì)材料(主要成分為鈦酸鋇)的一種效應(yīng),主要表現(xiàn)為介電常數(shù)隨時(shí)間延長(zhǎng)而緩慢降低,老化率是介電常數(shù)隨時(shí)間遞減的變化率,與時(shí)間成對(duì)數(shù)關(guān)系。
老化率和容值在t小時(shí)后的關(guān)系可用公式表示:
Ct=C10×(1-A/100lgt)
其中:
Ct:t小時(shí)以后的容值;
C10:t0時(shí)刻容值,通常選取生產(chǎn)加工完成24h后的容值作為老化時(shí)間軸的起點(diǎn)t0時(shí)刻時(shí)的容值;
A:介質(zhì)老化常數(shù)(老化率);
t:電容器所經(jīng)歷的老化時(shí)間,從生產(chǎn)過(guò)程中最后一次加熱結(jié)束開(kāi)始,單位為小時(shí)。
因此,在設(shè)計(jì)低漂移的線路時(shí),要選用低老化率或無(wú)老化電容。并且設(shè)計(jì)師要根據(jù)老化率和溫度特性(TCC)來(lái)選擇電容器的最小容值。
電容器防老化
如果電容器儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)1000h后,或經(jīng)過(guò)老化篩選試驗(yàn)后進(jìn)行檢測(cè),電容值超出規(guī)范要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行防老化處理:即將電容器加熱至高于居里溫度的某一溫度,則會(huì)起到防老化作用,電容器的老化現(xiàn)象消失;當(dāng)電容器再次冷卻時(shí),老化會(huì)重新開(kāi)始。
防老化的常用方法是:在上極限溫度(或高于極限溫度,最高溫度可至150℃)下放置1h,然后室溫下保持24h后,再進(jìn)行檢測(cè)。
電容器被安裝到設(shè)備后,如果長(zhǎng)期處于未通電狀態(tài),電容器也會(huì)有老化現(xiàn)象,即電容量會(huì)緩慢減少。在設(shè)備開(kāi)機(jī)通電瞬間,電容器在電源電場(chǎng)的作用下,介質(zhì)電耦極子極性因放置時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生偏轉(zhuǎn)的部分會(huì)瞬間被扭正,即極性排列狀態(tài)將接近該電容器出廠的狀態(tài),電容量將得到一定程定的恢復(fù)。
電容器儲(chǔ)存
為了減緩老化,陶瓷電容器應(yīng)應(yīng)該存放在溫度(5~40)℃,相對(duì)濕度70%以下環(huán)境。只有使用時(shí)才打開(kāi)防潮包裝袋,要避免將電容器存放在含二氧化硫和酸性氣體等腐蝕性環(huán)境中。
如果電容器在發(fā)貨超過(guò)一年后才使用,必須重新檢測(cè)電容器的電性能,并對(duì)可焊性進(jìn)行檢測(cè),合格后才能使用。
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