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测个电容怎么就不准了?
电子资料库 | 2023-01-18 21:53:51    阅读:1578   发布文章

考虑使用 LCR 表或良好的万用表(例如 Fluke 287 True RMS 万用表)执行电容测试的任务。如果被测电容器是电解电容器或基于薄膜的器件,则主要的测量问题通常只是确保电容器未通电或没有存储电荷——尤其是电解电容器可以在高电压下存储和释放大量电流长时间后的电压。因此,一项主要的测量任务是首先确保释放任何危险的存储电压以避免严重电击。完成后,您应该能够连接万用表或 LCR 表并进行电容测量。

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Fluke 287 万用表:如果测量 MLCC,最好检查电压。

然而,对于某些类型的多层陶瓷电容器 (MLCC),测量任务并不那么简单。原因在于 LCR 和万用表进行测量的方式。使用这些仪器进行电容测量通常涉及使用已知电流为被测设备充电,然后测量电压。难点在于:MLCC 制造商指定了特定施加直流电压条件下的器件电容。事实上,一些 MLCC 器件的电容随施加的直流电压而变化。因此,如果 MLCC 在测量期间最终遇到的电压不同于制造商指定电容水平所使用的电压,则 MLCC 可能看起来好像不符合规格。

这种效应称为电容电压系数或 VCC。它出现在二类和三类 MLCC 中。(二类和三类名称表示具有高介电常数的电容器电介质,这为这些设备提供了高电容。)这些设备的电容随着施加的直流电压的升高而下降。这个电容

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MLCC 的剖视图,这是来自三星的。

无论谁制造了 MLCC,都会发生掉落,掉落是设计和材料特性的函数。二级 MLCC 由 BaTiO 3铁电材料制成。当向设备施加直流电压时,电场会影响钛离子,从而将它们锁定在铁电材料的晶格结构中。此操作可防止电容器材料受到施加的交流电压的影响,从而降低材料的介电常数,从而导致 MLCC 电容出现可测量的下降。

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顶部,Kemet XTR 1210 4.7 μF 50-V MLCC 的电容变化与直流偏置。下面是同一设备的电容变化与交流偏置的关系。

更复杂的是,并非所有二类和三类 MLCC 都表现出相同水平的电容损耗与直流电压的关系。正如 MLCC 制造商 Kemet 所指出的,一些 MLCC 在额定电压下可能会损失 10% 的电容,而其他具有相同外壳尺寸的 MLCC 在额定电压下可能会损失 70%。原因之一:更高的电压会在每个活性层上产生更高的电场,将这些钛离子牢牢固定在适当的位置。此外,由于各种性能原因,电容器中的铁电材料可能包含掺杂剂,这些掺杂剂可能会显着恶化 VCC。此外,不同的 MLCC 使用陶瓷电介质,其厚度从 10 μm 到 1 μm 以下不等。层越薄,作用于其上的电场越高,VCC效应越明显。

因此,VCC 在必须具有较薄介电层的超小型 MLCC 中可能特别严重。还需要注意的一点是,交流电压还会在 MLCC 电介质内产生电场。每层电场的大小与 MLCC 上的峰值交流电压成正比。因此,电容会随着施加的交流电压和施加的直流电压而变化。因此,为了进行准确的电容测量,仪表的交流电压应与 MLCC 数据表中指定的电压相同。

最后,如果电容对电压的敏感性是一个问题,请考虑使用一级 MLCC。这些器件具有基于顺电材料 CaZrO 3的电介质。这些电容器使电容随温度和电压的变化或漂移最小。顺电介电材料具有相对较低的介电常数,因此它们的电容值通常在低皮法至微法范围内。


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