Global Informatics

- Информатика и вычислительная техника

Пример расчета пленочных конденсаторов

Исходными для определения геометрических размеров конденсатора являются:

схемотехнические данные (из принципиальной электрической схемы) - номинал конденсатора С, пФ; допуск на номинал Yс, %; рабочее напряжение Up, В; тангенс угла диэлектрических потерь tgβ или добротность Q (Q=1/tgβ);

технологические данные и ограничения;

эксплуатационные данные - диапазон рабочих температур, рабочая частота fpи др.

Расчет пленочных конденсаторов начинают с выбора материала обкладок и материала диэлектрика (см. табл. 1). Чтобы конденсатор занимал как можно меньшую площадь, нужно выбирать материал диэлектрика с максимальной диэлектрической проницаемостью Ɛ, с высокой электрической прочностью Е, а также с малыми значениями ТКЕ и tgβ. Для обеспечения высокой добротности конденсатора необходимо, чтобы материал обкладок имел малое удельное поверхностное сопротивление.

Емкость конденсаторов, состоящих из двух обкладок, разделенных диэлектриком (см. рис. 1):

С=С0

S

,

где С0 - удельная емкость; S=Sв - площадь взаимного перекрытия обкладок (площадь верхней обкладки конденсатора).

Удельная емкость, исходя из условий электрической прочности, определяется из соотношения:

C

0

U

=

Ɛ

0

Ɛ

/

d

,

где Ɛ0=0,0885 пФ/см2 - относительная диэлектрическая проницаемость; Ɛ - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; d - толщина диэлектрика.

Минимальную толщину диэлектрика выбирают таким образом, чтобы конденсатор надежно выдерживал заданное рабочее напряжение:

d

UpK

3

/

E

,

где К3 - коэффициент запаса по напряжению (К3=2-3).

Если необходимо обеспечить заданную погрешность емкости, тогда удельная емкость конденсатора определяется из соотношения:

С0 точн=С(ү

s

/∆

L

)2(Кф/(1+Кф))2,

где үs - относительная погрешность площади конденсатора; ∆L=∆B - абсолютные погрешности размеров обкладки конденсатора; Кф=L/B - коэффициент формы конденсатора.

Максимально допустимая относительная погрешность площади конденсатора:

Ү

s

c

c

0

Cc

т

-үС1,

где үС0 - относительная погрешность удельной емкости, характеризующая воспроизводимость удельной емкости в условиях данного производства (зависит от материала и погрешности толщины диэлектрика и составляет 3-5%); үСст - относительная погрешность, обусловленная старением пленок конденсатора (зависит от материала и метода защиты и обычно не превышает 2-3%); үС1 - относительная температурная погрешность, которая определяется выражением:

үС1

С

(Тмакс-200С),

где αС - температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

После расчета удельной емкости конденсатора выбирают меньшее из двух полученных значений:

С0≤

min

{

C

0

u

, С0точн}.

Затем определяют площадь верхней обкладки:

S

в

=С/С0.

Размеры верхней обкладки рассчитывают согласно следующим соотношениям:

L

в

=

;

B

в

=

L

в

/Кф.

Размеры нижней обкладки:

L

н

=

L

в

+2

q

;

Вн=Вв+2

q

,

где q - размер перекрытия нижней и верхней обкладки конденсатора. Размеры диэлектрика:

L

д

=

L

н

+2

f

;

B

д

=

B

н

+2

f

,

где f - размер перекрытия нижней обкладки и диэлектрика. Затем определяют площадь, занимаемую конденсатором:

S

д

=

L

д

В.

При расчете конденсаторов малой площади (S=1-5мм2) необходимо учитывать увеличение емкости конденсатора, обусловленное влиянием краевого эффекта (увеличением напряженности электрического поля на краях обкладок). Площадь конденсатора должна быть уменьшена:

Перейти на страницу: 1 2

Статья в тему

Система охранной сигнализации военной техники связи
Вооруженные Силы всегда были и будут неотъемлемым атрибутом государства, основой его территориальной целостности. Сегодня ни одно государство в мире не может в одиночку обеспечить собственную безопасность. В настоящее время внешнеполитическая деятельность Республики Казахстан направлена на недопущен ...

Главные разделы


www.globalinformatics.ru © 2021 - Все права защищены!