電容的測(cè)量
Q1
問(wèn):如何正確測(cè)量電容容量和耗散因子?
答:正確測(cè)量的關(guān)鍵在于電表設(shè)置。
電壓設(shè)置對(duì)于高電容容量的電容而言至關(guān)重要。對(duì)于某些電容表,如果施加到測(cè)試元件的電壓不夠,電容容量讀數(shù)就會(huì)很低。
頻率設(shè)置也很重要。由于電容容量隨頻率的變化而變化,因此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將測(cè)試頻率指定為 1MHz、1kHz 或 120Hz。
辨別 EIA II 類電容的老化現(xiàn)象同樣重要。對(duì)于 II 類材料,電容容量會(huì)隨時(shí)間而減小。因此,一項(xiàng)廣為接受的行業(yè)慣例規(guī)定,在最后一次加熱(TOLH)后 1000 小時(shí)內(nèi),電容容量應(yīng)處于容差范圍內(nèi)。
Q2
問(wèn):為什么需要根據(jù)電容容量范圍在不同的測(cè)試頻率 / 電壓下測(cè)量電容容量?
答:儀表的頻率設(shè)置取決于元件的寄生特性。為了更準(zhǔn)確地讀取元件數(shù)值,測(cè)量頻率應(yīng)偏離元件的自諧振頻率(SRF)。行業(yè)用戶會(huì)根據(jù)電容值在不同的頻率點(diǎn)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)(請(qǐng)參見(jiàn)表 1)。超過(guò) 10uF 的電容值被視為屬于鉭電容的范圍。因此,隨著陶瓷電容容量范圍開始擴(kuò)大并覆蓋了鉭電容的范圍,業(yè)界將用于鉭電容測(cè)量的頻率標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于陶瓷電容中。
施加的電壓還取決于電容的電容容量。通常,針對(duì) 10uF 及以下電容值施加的電壓為 1.0±0.2 Vrms。但當(dāng)電容值超過(guò) 10uF 時(shí),施加的電壓為 0.5±0.1 Vrms。高電容容量電容的阻抗非常低,因此要提供充足的電流以進(jìn)行測(cè)量,電源需要的電流還要大于 1.0±0.2 Vrms 時(shí)的電流。通過(guò)降低施加的電壓,電源就能提供充足的電流以準(zhǔn)確測(cè)量高電容容量的電容。
Q3
問(wèn):電容容量的 Cp 和 Cs 有什么區(qū)別?
答:阻抗分析儀可以采用并聯(lián)(稱為 Cp)或串聯(lián)(稱為 Cs)的方式來(lái)測(cè)量電容容量。電路模型將取決于電容的電容值。
當(dāng) C 較小且阻抗較高時(shí),C 和 Rp 之間的并聯(lián)阻抗將明顯高于 Rs。因此,用于測(cè)量電容容量的儀表設(shè)置應(yīng)為 Cp。當(dāng) C 較大而阻抗較小時(shí),C 和 Rp 的并聯(lián)阻抗就不是很明顯了。因此,應(yīng)將 Cs 用作電表設(shè)置來(lái)測(cè)量電容容量。選擇阻抗設(shè)置的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則是,當(dāng)電容阻抗值大于 10kΩ時(shí),使用 Cp;當(dāng)電容阻抗值小于 10Ω時(shí),使用 Cs。
Q4
問(wèn):如何準(zhǔn)確測(cè)量品質(zhì)因子(Q)?
答:品質(zhì)因子用于衡量電容在理論上起到純電容作用的程度。它是耗散因子(DF)的倒數(shù)。通常,當(dāng)電容容量≦330pF、DF>330pF 時(shí)才會(huì)報(bào)告 Q 值。
借助使用(與特定電容容量范圍相對(duì)應(yīng)的)精確電感線圈的 Q 表可以獲得準(zhǔn)確的 Q 值。通常需要多個(gè)線圈才能在 0.5~330pF 的范圍內(nèi)進(jìn)行充分測(cè)量。對(duì)于大于 330pF 的電容,可以取損耗因子的倒數(shù)來(lái)計(jì)算品質(zhì)因子(請(qǐng)參見(jiàn)公式 1)。
Q5
問(wèn):什么是電容允受的紋波電流?
答:為響應(yīng)電容中出現(xiàn)的電壓波動(dòng),充電電流或放電電流會(huì)充入或離開電容。此時(shí)進(jìn)入或離開電容的電流稱為紋波電流。該電流通常以有效值表示,因?yàn)閺脑砩险f(shuō)它并不是直流電。電容會(huì)隨著紋波電流產(chǎn)生熱量,因此必須設(shè)置一個(gè)上限,而該上限的值就是所謂允受的紋波電流。
審核編輯黃昊宇
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