为什么无法得到与标称静电容量相同的值？

周四, 12 四月 2018 - 09:40

使用LCR测量仪对高诱电率型陶瓷电容器进行测量时，有时无法得到与标称静电容量相同的值。高诱电率型陶瓷电容器的静电容量，会随着温度、电压(AC、DC)、频率及时间的变化而发生变化，因此，为了得到标称静电容量，需要按照下表1. 日本工业标准 JIS C 5101-1-1998年静电容量(4.7项)中规定的测量条件实施测量。 
<img alt="表1：测量条件" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f4aa6ee8-8a7d-478a-8798-df4f80425964" src="/sites/default/files/inline-images/%E8%A1%A81%EF%BC%9A%E6%B5%8B%E9%87%8F%E6%9D%A1%E4%BB%B6.gif" />
虽然陶瓷电容器具有体积小、低阻抗、无极性等特点，但同时也有其缺点，即其静电容量会随着温度、电压(DC、AC)、频率以及时间的变化而发生变化。

接下来，我们以3216(1206) in mm(inch)尺寸、10µF的B特性和F特性为例，对影响静电容量测量的各种特性进行说明。
<img alt="图1.温度特性 ※静电容量随着温度的变化而发生变化" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="93338022-1217-4058-bb06-b8136434c3f2" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1.%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E7%89%B9%E6%80%A7%20%E2%80%BB%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E7%9A%84%E5%8F%98%E5%8C%96%E8%80%8C%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%8F%98%E5%8C%96.gif" />
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图1.温度特性 ※静电容量随着温度的变化而发生变化。
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<img alt="图2.DC偏压特性 ※静电容量随着不同的DC偏压而发生变化" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="5458f6d5-5a59-4a21-86a8-ce93604b9ec1" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2.DC%E5%81%8F%E5%8E%8B%E7%89%B9%E6%80%A7%20%E2%80%BB%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84DC%E5%81%8F%E5%8E%8B%E8%80%8C%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%8F%98%E5%8C%96.gif" />
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图2.DC偏压特性 ※静电容量随着不同的DC偏压而发生变化。
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<img alt="图3.AC电压特性 ※静电容量随着不同的AC电压而发生变化" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="11d04ba1-bc55-4bda-bc9e-27331001ae3c" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3.AC%E7%94%B5%E5%8E%8B%E7%89%B9%E6%80%A7%20%E2%80%BB%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84AC%E7%94%B5%E5%8E%8B%E8%80%8C%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%8F%98%E5%8C%96_0.gif" />
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图3.AC电压特性 ※静电容量随着不同的AC电压而发生变化。
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<img alt="图4.频率特性 ※静电容量随着不同的频率带而发生变化" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="45aa74ce-4a3e-41e3-946a-d1650bafd862" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE4.%E9%A2%91%E7%8E%87%E7%89%B9%E6%80%A7%20%E2%80%BB%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84%E9%A2%91%E7%8E%87%E5%B8%A6%E8%80%8C%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%8F%98%E5%8C%96_0.gif" />
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图4.频率特性 ※静电容量随着不同的频率带而发生变化。
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<img alt="图5.老化特性 ※静电容量随着时间变化而发生变化" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2255cbdb-05c3-4ad0-a7d2-deaf80d0e6d2" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5.%E8%80%81%E5%8C%96%E7%89%B9%E6%80%A7%20%E2%80%BB%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E6%97%B6%E9%97%B4%E5%8F%98%E5%8C%96%E8%80%8C%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%8F%98%E5%8C%96_0.gif" />
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图5.老化特性 ※静电容量随着时间变化而发生变化。
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如上所述，高诱电率陶瓷电容器的静电容量会随着温度、电压(DC、AC)、频率和时间的变化而发生变化。测量静电容量时，需要按照上述规定的测量条件实施测量。此外，在设计电路时，使用前需充分考虑到相应的使用环境条件下的陶瓷电容器的特性。

更详细的信息

<a href="http://murata.eetrend.com/article/2018-04/1001486.html">静电容量和介质损耗角正切的测量 (PDF: 616KB)</a>

可以通过软件来确认偏压特性、温度特性以及频率特性。(SimSurfing) 
<a href="http://ds.murata.co.jp/software/simsurfing/zh-cn/">SimSurfing使用方法</a></…;
<img alt="SimSurfing" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d3024643-c24f-41a6-ae8e-8c307eb73836" src="/sites/default/files/inline-images/SimSurfing.PNG" />