陶瓷电容是什么 陶瓷电容器的分类有哪些

发布时间：2022-12-19 11:13
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2305

　　陶瓷电容是指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。今天Ameya360电子元器件采购网将给大家介绍一下陶瓷电容小知识。

陶瓷电容是什么 陶瓷电容器的分类有哪些

　　一、陶瓷电容是什么

　　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。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。

　　陶瓷电容是什么电子零件

　　二、陶瓷电容器的分类有哪些

　　1、半导体陶瓷电容器

　　电容器的微小型化即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，这是电容器发展的趋向之一。对于分离电容器组件来说，微小型化的基本途径有两个，即使介质材料的介电常数尽可能提高和使介质层的厚度尽可能减薄。

　　在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时，陶瓷介质很难做得很薄。首先是由于铁电陶瓷的强度低，较薄时容易碎裂，难于进行实际生产操作，其次，陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷，生产工艺难度很大。

　　表面层陶瓷电容器是用BaTiO3等半导体陶瓷的表面上形成的很薄的绝缘层作为介质层，而半导体陶瓷本身可视为电介质的串联回路。表面层陶瓷电容器的绝缘性表面层厚度，视形成方式和条件不同，波动于0.01～100μm之间。这样既利用了铁电陶瓷的很高的介电常数，又有效地减薄了介质层厚度，是制备微小型陶瓷电容器一个行之有效的方案。

　　2、晶界层陶瓷电容器

　　晶粒发育比较充分的BaTiO3半导体陶瓷的表面上，涂覆适当的金属氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在适当温度下，于氧化条件下进行热处理，涂覆的氧化物将与BaTiO3形成低共溶液相，沿开口气孔和晶界迅速扩散渗透到陶瓷内部，在晶界上形成一层薄薄的固溶体绝缘层。这种薄薄的固溶体绝缘层的电阻率很高（可达1012～1013Ω·cm），尽管陶瓷的晶粒内部仍为半导体，但是整个陶瓷体表现为显介电常数高达2×104到8×104的绝缘体介质。用这种瓷制备的电容器称为晶界层陶瓷电容器（boundarg layer ceramic capacitor），简称BL电容器。

　　3、高压陶瓷电容器

　　随着电子工业的高速发展，迫切要求开发击穿电压高、损耗小、体积小、可靠性高的高压陶瓷电容器。近20多年来，国内外研制成功的高压陶瓷电容器已经广泛应用于电力系统、激光电源、磁带录像机、彩电、电子显微镜、复印机、办公自动化设备、宇航、导弹、航海等方面。

　　钛酸钡基陶瓷材料具有介电系数高、交流耐压特性较好的优点，但也有电容变化率随介质温度升高、绝缘电阻下降等缺点。钛酸锶晶体的居里温度为-250℃，在常温下为立方晶系钙钛矿结构，是顺电体，不存在自发极化现象，在高电压下钛酸锶基陶瓷材料的介电系数变化小，tgδ及电容变化率小，这些优点使其作为高压电容器介质是十分有利的。

　　4、多层陶瓷电容器

　　多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC）是片式元件中应用最广泛的一类，它是将内电极材料与陶瓷坯体以多层交替并联叠合，并共烧成一个整体，又称片式独石电容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特点，可贴装于印制电路板（PCB）、混合集成电路（HIC）基片，有效地缩小电子信息终端产品（尤其是便携式产品）的体积和重量，提高产品可靠性。顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向。


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　　在电路中，电容器是一种用来存储电荷的被动元件，其具有存储电能的能力。电容器的两端分别连接正负极板，当电压施加到电容器上时，正负极板之间会积累电荷，形成电场，从而储存电荷。　　1.电容器的串联和并联　　在实际电路设计中，电容器常常以不同的方式组合，其中最基本的方式包括串联和并联。串联是指将多个电容器连接在同一电路中，使其排成一条线;而并联则是将多个电容器的正端或负端连接在一起形成一个节点。　　2.电容器串联的特点　　1. 总等效电容减小：在串联电容器中，总等效电容为各电容器倒数之和的倒数。因此，串联电容器的总等效电容小于任何一个单独电容器的值，这意味着串联电容器的总容量相比于单个电容器更小。　　2. 共同电压：串联电容器之间通过同一电压进行连接，因此所有串联电容器所受的电压是相等的。这种共同电压特性使得在串联电容器中可以采用较高电压输入，避免各个电容器承受不同电压而产生问题。　　3. 充放电时间常数相加：串联电容器的充放电时间常数是各个电容器的时间常数之和，这意味着串联电容器的整体响应速度会受到影响，充放电的时间会变长。　　3.电容器并联的特点　　1. 总等效电容增加：在并联电容器中，总等效电容为各电容器之和。因此，并联电容器的总容量大于任何一个单独电容器的值，这意味着并联电容器的总容量会增加。　　2. 共同电压：相比串联电容器，虽然并联电容器的总电压分配给各个电容器可能不同，但它们在并联节点处都受到相同的电势差，即具有相同的电压。　　3. 充放电时间常数独立：不同电容器在并联状态下的充放电时间常数是独立的，不会相互影响，因此并联电容器的整体响应速度相对较快。　　4.应用举例　　电子滤波器设计：串联和并联电容器的组合可用于设计不同类型的电子滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器。在滤波器设计中，电容器的串联和并联组合可以控制频率响应。　　能量存储系统：并联电容器广泛应用于能量存储系统中，通过增加总等效容量实现对系统电能的储存和释放，提高能源的利用效率。　　接地电容器：串联电容器用作接地电容器时可有效过滤杂波信号，保护电路中的关键元件，确保电路稳定运行。　　电容器的串联和并联在电路设计中发挥着重要作用，通过不同的组合方式可以实现不同的电路功能和性能调节。串联电容器可以降低总等效电容、增加共同电压、影响充放电时间常数，适用于需要较小总电容和共同电压的情况;而并联电容器则可以增加总等效电容、保持共同电压、独立充放电时间常数，适用于需要较大总电容和快速响应的场合。　　在实际电路设计中，工程师通常根据电路需求和性能要求选择合适的串联或并联组合方式来达到所需的电容效果。同时，了解电容器串联和并联的特点对于优化电路设计、提高系统性能至关重要。掌握电容器串联和并联的原理和特性，有助于工程师更好地应用其特点，设计出更高效、更稳定的电路系统。
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　　低压电容器是一种在电力系统中广泛应用的设备，用于提高功率因数、降低线路损耗和改善电力质量。然而，有时候在电容器运行过程中，可能会出现跳闸的情况，这对电力系统的稳定性和安全性都会带来一定的影响。　　1.跳闸原因　　1.1 过载：低压电容器在运行时如果承受超出额定负载的电流，就会导致过载，从而触发保护装置跳闸。过载可能是由于系统负荷突增、谐波超标或者电容器自身故障等原因引起的。　　1.2 电容器故障：电容器本身存在问题时也可能导致跳闸，比如内部短路、漏电、击穿等故障。这些故障会使电容器无法正常工作，并可能造成其他设备损坏。　　1.3 谐波干扰：谐波是导致电力系统异常的主要原因之一。当谐波水平超出允许范围时，可能导致电容器跳闸，因为谐波会使电容器内部温升过高，进而触发保护。　　1.4 过压或欠压：电容器在接入电网时，如果遇到严重的过压或欠压情况，也有可能导致其跳闸。电压不稳定会影响电容器的正常运行。　　2.处理方法　　2.1 检查负荷情况：首先需要检查系统的负荷情况，确保电容器的额定容量能够满足系统需求，避免过载情况发生。如果负荷突增，可以考虑增加其他补偿设备或调整系统容量。　　2.2 检查电容器状态：定期检查电容器的运行状态，包括温度、电压、电流等参数，确保电容器没有明显异常。如发现异常，应及时维修或更换故障电容器。　　2.3 考虑安装滤波器：针对谐波干扰问题，可以考虑在电容器前安装谐波滤波器，有效地减小谐波对电容器的影响，降低跳闸风险。　　2.4 定期维护：定期对电容器进行维护保养，清洁设备表面，检查连接线路是否松动，确保运行环境良好，并及时处理潜在故障。　　2.5 防止过压或欠压：通过安装过压保护器和欠压保护器，防止电容器受到严重的过压或欠压影响，保障其正常运行。　　低压电容器在运行过程中出现跳闸问题时，需要及时分析原因并采取有效措施解决。通过正确的维护和管理，可以降低压电容器运行时跳闸可能会对电力系统稳定性和设备安全性造成影响，在解决电容器跳闸问题时，应该根据具体情况采取相应的措施，同时也需要注意以下几点：　　数据监测与分析：建立数据监测系统，实时监测电容器的运行参数，如电流、电压、功率因数等，并进行数据记录和分析。通过监测数据，可以及时发现异常情况，预防跳闸事件的发生。　　增强技术培训：确保维护人员具备良好的技术知识和操作技能，能够正确操作设备、识别故障，并熟悉处理突发情况的方法。加强员工的技术培训，提高应对电容器跳闸事件的能力。　　制定应急预案：针对电容器跳闸事件，制定详细的应急预案，包括处理流程、责任划分、联系方式等内容。在发生跳闸情况时，能够迅速有效地应对，降低事故损失。　　定期检测与维护：定期对电容器进行检测与维护工作，包括外观检查、内部连接检查、温度测量等，确保设备处于良好状态。定期维护可以延长电容器的使用寿命，降低跳闸风险。
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　　双电层电容器是一种广泛应用于能量存储和供电系统中的电子元件。它们具有高能量密度、长寿命和快速充放电等特点，逐渐成为替代传统电池的重要选择。本文AMEYA360电子元器件采购网将探讨双电层电容器的分类以及双电层电容器和赝电容器的区别。　　一、双电层电容器的分类　　双电层电容器根据其结构和工作机制可以分为以下几类：　　1. 炭材料基双电层电容器　　炭材料基双电层电容器是最常见的一种类型，也被称为超级电容器或电化学电容器。它们使用活性炭作为正极和负极，通过吸附电解质溶液中的离子形成电荷双层来存储电能。炭材料基双电层电容器具有高比能量、高功率密度和较长的循环寿命。　　2. 纳米材料基双电层电容器　　纳米材料基双电层电容器利用纳米材料(如金属氧化物、导电聚合物等)作为活性材料，通过纳米结构增加电极表面积，从而提高电容器的能量密度和功率密度。纳米材料基双电层电容器具有更高的比能量和更好的循环稳定性。　　3. 混合型双电层电容器　　混合型双电层电容器是一种结合了双电层电容和伪电容的设计。它们采用多种材料组合，如半导体材料、离子液体和活性碳等，以实现更高的能量密度和功率密度。混合型双电层电容器是当前研究的热点之一，被认为具有在超级电容器和锂离子电池之间取得平衡的潜力。　　二、双电层电容器和赝电容器区别　　尽管双电层电容器和赝电容器都属于电化学储能设备，但它们在结构和工作原理上存在明显的区别。　　1.结构上的区别　　双电层电容器主要由两个互相分隔的电极和中间的电解质组成。正极和负极之间形成电荷双层，通过电解质中的离子迁移来存储电荷。双电层电容器的电极通常使用碳材料，如活性炭和碳纳米管。　　赝电容器则是由金属氧化物、导电聚合物或其他类似材料构成的电极和电解质组成。赝电容器的储能机制主要依靠迁移离子或电子，从而在表面形成电荷分离并存储电能。赝电容器的电极材料多样化，可以根据不同需求选择适当的材料。　　2.工作原理上的区别　　双电层电容器的工作原理基于电荷分离和离子迁移。当电极与电解质接触时，发生电离并形成电荷双层。正极和负极之间的电势差产生一个电场，使得电解质中的离子在电荷双层界面上迁移，从而存储电能。这种电存储机制主要依赖于电容效应，因此双电层电容器也被称为电化学电容器。　　相比之下，赝电容器的工作原理主要基于伪电容效应。伪电容效应是指在电极表面的可逆氧化还原反应中，快速产生电荷并存储电能。赝电容器使用具有特定氧化还原活性的材料作为电极，通过这些反应来实现电荷的吸附和释放。赝电容器的储能机制多样，可以利用表面电化学反应、离子插入/脱插等过程进行能量存储。　　除了结构和工作原理的区别外，双电层电容器和赝电容器在性能上也存在一些差异。　　能量密度：双电层电容器通常具有较低的能量密度，其主要优势在于高功率密度和长循环寿命。而赝电容器具有较高的能量密度，可以实现更长时间的能量储存。　　功率密度：双电层电容器因为电解质中离子迁移速度快，具有较高的功率密度，适用于需要快速充放电的应用。赝电容器的功率密度相对较低。　　循环寿命：双电层电容器由于电荷分离和电解质中离子迁移的机制，具有较长的循环寿命，可进行数百万次的充放电循环。而赝电容器的循环寿命较短，通常在数千次左右。　　双电层电容器和赝电容器在结构、工作原理、性能等方面存在明显的区别。选择合适的电容器类型取决于具体应用场景，需考虑的因素包括能量密度、功率密度、循环寿命以及经济可行性等。
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　　可调电容器是电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值的电容器，也叫做半微调电容器。可调电容是没有极性的。　　一、可调电容器产品性能介绍　　可调电容在实际的电路应用中根据其封装方式的不同分为贴片可调电容(SMD),插件可调电容(DIP);根据制造材料的不同又可分为陶瓷可调电容,PVC可调电容,空气可调电容等。通常在实际的电路应 用上微调电容与可调电容是有区别的,表现在: 微调电容:让两极板的距离、相对位置或面积可调,便构成微调电容.它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。　　可调电容一般有陶瓷介质和薄膜介质,陶瓷介质的高频特性好,可以工作在几百MHz甚至以上,而薄膜的高频特性要差一些,但一两MHz还是可以用的。陶瓷可调电容就是介质材料为陶瓷的其容值随动片的转动而连续改变的电容器。　　二、可调电容器在电路中的应用　　可调电容在电路中的应用: 主要的作用是用于与电感线圈等振荡元件 来调整谐振频率 ,可调电容在实际应用中具有与固定电容相同的功能,但是他的灵活性在于可以调整容量大小,通过改变这一数据,来实现与电感等元件实现电路的共振。通常体现可调电容的一个重要指标就是共振频率的高低,共振频率越高,其精密度就越好。　　三、可调电容器构成　　可调电容器是由两片或者两组小型金属弹片中间夹着介质制成的,调节的时候,改变两片之间的距离或者面积。半可调电容器的外形:一般没有柄,只能用螺钉旋具调节,因此常用在不需要经常调节的地方。
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