多層陶瓷電容器的加載電流、功率損耗、工作電壓和最大額定電壓之間的關(guān)系。通過電容的最大電流主要是由最大額定電壓和最大功率損耗限制的。電容的容值和工作頻率又決定了它們兩個(gè)中哪個(gè)是處于主要的支配地位的。對(duì)于在給出頻率下一個(gè)較低容值的電容或者是一個(gè)給出電容在較低的頻率下工作,它們的最高電壓極限一般都比最大功率損耗的極限到達(dá)快一些。
最大的額定電壓決定于電容器的阻抗(z),就好像功率損耗決定于電阻的阻抗,或者電容的等效電阻(esr)
z=1/[2πfc]
這里的f是頻率,單位是hz;c是容量,單位是f。
在沒有超出電容器的額定電壓情況下,允許流過電容的最大電流峰值是這樣計(jì)算出來的:
i=ur/z
這里的ur是電容器的額定電壓,電流是峰值電流,單位是a。
流過電容的實(shí)際電流是這樣計(jì)算出來:
i=ua/z
這里的ua是應(yīng)用電壓或者是實(shí)際工作電壓。
下面幾個(gè)例子是講解在固定的頻率下,不同的電容器變數(shù)是怎樣影響電壓和電流的極限值。
例1:0.2 pf,500v的電容器使用在1000mhz的頻率上:
電容阻抗:z=1/[2(3.14)(1000×106)(0.2x10-12)]=1591 ohms
電流峰值:i=500/795.5=0.629 apeak
如果超過這個(gè)電流,則工作電壓將會(huì)超過額定電壓。
例2:2.0 pf,500 v的電容器使用在1000mhz的頻率上:
電容阻抗:z=1/[2(3.14)(1000×106)(2.0x10-12)]=159 ohms
電流峰值:i=500/79.5=6.29 apeak
如果超過這個(gè)電流,則工作電壓將會(huì)超過額定電壓。
例3:20 pf,500 v的電容器使用在1000mhz的頻率上:
電容阻抗:z=1/[2(3.14)(1000×106)(20x10-12)]=15.9 ohms
電流峰值:i=500/7.95=62.9 apeak
如果超過這個(gè)電流,則工作電壓將會(huì)超過額定電壓。
重要提示:最大功率損耗值是在假設(shè)電容器的端頭是一個(gè)無窮大的散熱器情況下計(jì)算出來得。這時(shí)傳導(dǎo)到空氣中的熱量是忽略的。一個(gè)10pf,500v的電容器工作在1000mhz的頻率,在功率極限下工作的電流峰值是7a,平均電流大概是5 arms。在這種工作電流情況下,電容器的溫度將會(huì)升到125℃。為了穩(wěn)定地工作,它的實(shí)際最大工作電流是2 arms,如果端頭的散熱效果很好可以到達(dá)3arms。