Высоковольтные керамические конденсаторы компании Murata
Трудно найти приложения, в которых не используются керамические конденсаторы. Иногда в низковольтных схемах конкуренцию им могут составить танталовые конденсаторы – бывает, что они даже выигрывают «сражение» за счет отсутствия зависимости емкости от температуры и напряжения заряда. Однако когда речь идет о высоковольтных схемах с рабочим напряжением 1000 В и выше, керамические конденсаторы благодаря своим отличным частотным характеристикам и способности пропускать значительные пульсирующие токи остаются вне конкуренции.
Рис. 1. Высоковольтный керамический конденсатор С1 в схеме инвертора |
В качестве примера использования высоковольтных керамических конденсаторов можно привести схему инвертора, показанную на рисунке 1. В этом примере керамический конденсатор С1, включенный параллельно сглаживающему электролитическому конденсатору, предназначен для фильтрации импульсов напряжения длительностью несколько десятков наносекунд (иголок), возникающих при коммутации силовых ключей. Электролитический конденсатор из-за не вполне пригодных характеристик на высоких частотах нельзя использовать для этих целей.
Кроме того, высоковольтные керамические конденсаторы находят широкое применение в снабберных цепях и активных ограничителях напряжения (active clamp) высоковольтных преобразователей. Заметим, что способ ограничения коротких импульсов напряжения керамическими конденсаторами принципиально отличается от такового в варисторах и газовых разрядниках. Последние при превышении напряжением заданного порогового уровня замыкают защищаемую цепь накоротко, что приводит к протеканию через них значительного тока. Такой способ хорош при коротких неповторяющихся импульсах, но в случае силовых преобразователей с рабочей частотой от нескольких килогерц до десятков килогерц он неприемлем, т.к. приведет к перегреву ограничителей и сбоям в работе преобразователя.
Выбор высоковольтных керамических конденсатов в продуктовой линейке компании Murata весьма широк. В нее входят дисковые конденсаторы для монтажа в отверстия с номинальным напряжением до 15 кВ и чип-конденсаторы для поверхностного монтажа с номинальным напряжением до 3,15 кВ.
Рис. 2. Напряжение Vp-p(пик–пик) |
Перед тем как перейти к рассмотрению конкретных типов конденсаторов, отметим некоторые особенности их параметров. При выборе номинального напряжения конденсатора следует учитывать, что производитель указывает напряжение Vp-p (от пика до пика), как это показано на рисунке 2. Следовательно, необходимо учитывать амплитуду возможных всплесков напряжения, возникающих при переходных процессах.
Максимально допустимое напряжение зависит и от частоты. На рисунке 3 в качестве примера показана эта зависимость для конденсаторов семейства DEA с номинальным напряжением 2 кВ. Поскольку частотная зависимость приведена для синусоидального напряжения, при прямоугольной форме напряжения, которая часто наблюдается в силовых преобразователях, возможно, придется учитывать третью гармонику.
Гармоники высокой частоты могут вызвать дополнительные потери в диэлектрике, и потому желательно, чтобы рабочее напряжение конденсатора было таким, при котором температура его корпуса при температуре окружающей среды 25°С не превышала 45°С. Если конденсатор эксплуатируется при максимально допустимом напряжении, то температура корпуса не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 5°С.
Рис. 3. Зависимость максимально допустимого напряжения от частоты |
Рассмотрим сначала дисковые конденсаторы, которые представлены пятью следующими семействами: DEA; DEB; DEC; DEH; DHR.
В конденсаторах DEA используется диэлектрик 1-го класса с невысокой диэлектрической проницаемостью. У конденсаторов с этим диэлектриком – относительно малая емкость, но более высокая стабильность: величина емкости мало зависит от температуры и приложенного напряжения. Конденсаторы остальных семейств изготавливаются с использованием диэлектрика 2-го класса. В таблице 1 приведены основные параметры высоковольтных дисковых конденсаторов.
Семейство конденсаторов |
Напряжение (макс.), кВ |
Емкость (ном.), пФ |
Отклонения от номинальной емкости |
Размеры без учета выводов, мм |
||
---|---|---|---|---|---|---|
диаметр диска |
толщина диска |
|||||
DEA |
2 |
10–560 |
±5% |
4,5–15 |
5, 6 |
|
3,15 |
27–390 |
±5% |
6–16 |
6 |
||
DEB |
2 |
100–10 000 |
±10%, +80/–20% |
4,5–15 |
5, 6 |
|
3,15 |
1000 – 10 000 |
+80/–20% |
6–16 |
6 |
||
DEC |
6,3 |
10 – 2200 |
±5%, ±10% |
7–15 |
7 |
|
DEH |
2 |
150 – 4700 |
±10% |
6–21 |
5, 6 |
|
3,15 |
150– 2700 |
±10% |
6–19 |
6 |
||
DHR |
10 |
100 – 1000 |
±20% |
8–15 |
7 |
|
12 |
100 – 1000 |
±20% |
8–16 |
7,5; 7,7 |
||
15 |
100 – 1000 |
±20% |
8–18 |
8,2; 8,5 |
||
Ассортимент высоковольтных чип-конденсаторов состоит из трех семейств: GRM; GRJ; GR4; KRM.
В таблице 2 приведены основные параметры конденсаторов этих семейств. Заметим, что конденсаторы семейства GRM выпускаются для схем генерации высоковольтных колебаний, в т.ч. для блоков подсветки экранов. Примеры их использования для управления люминесцентными лампами с холодным катодом CCFL приведены на рисунках 4–5.
Семейство конденсаторов |
Напряжение (макс.), кВ |
Емкость (ном.), пФ |
Отклонения от номинальной емкости |
Длина×ширина×толщина, мм |
---|---|---|---|---|
GRM |
1 |
820–6800 |
±5% |
3,2×1,6×1,8; 3,2×2,5×1,25; 3,2×2,5 ×2,0; 4,5×3,2×1,5; 5,7×5,0×1,0 |
2 |
1850–220 |
±5% |
3,2×2,5×1,25 |
|
3,15 |
10–100 |
±5% |
4,5×2,0×1,0 |
|
GRJ |
1 |
470–68 000 |
±10% |
3,2×2,5×1,0; 3,2×2,5×1,5; 3,2×2,5×2,0; 4,5×3,2×2,0; 5,7×5,0×2,0 |
GR4 |
2 |
100–10 000 |
±10% |
4,5×2,0×1,5; 4,5×3,2×1,5; 5,7×5,0×2,0 |
KRM |
1 |
68 000–100 000 |
±10% |
6,1×5,3×3,0 |
Рис. 4. Мультивибратор Роера | Рис. 5. Резонансная схема |
- Абакан
- Анадырь
- Архангельск
- Астрахань
- Барнаул
- Белгород
- Биробиджан
- Благовещенск
- Брянск
- Великий Новгород
- Владивосток
- Владикавказ
- Владимир
- Волгоград
- Вологда
- Воронеж
- Горно-Алтайск
- Грозный
- Екатеринбург
- Иваново
- Ижевск
- Иркутск
- Йошкар-Ола
- Казань
- Калининград
- Калуга
- Кемерово
- Киров
- Кострома
- Краснодар
- Красноярск
- Курган
- Курск
- Кызыл
- Липецк
- Магадан
- Магас
- Майкоп
- Махачкала
- Москва
- Мурманск
- Нальчик
- Нарьян-Мар
- Нижний Новгород
- Новосибирск
- Омск
- Орёл
- Оренбург
- Пенза
- Пермь
- Петрозаводск
- Петропавловск-Камчатский
- Псков
- Ростов-на-Дону
- Рязань
- Салехард
- Самара
- Санкт-Петербург
- Саранск
- Саратов
- Смоленск
- Ставрополь
- Сыктывкар
- Тамбов
- Тверь
- Томск
- Тула
- Тюмень
- Улан-Удэ
- Ульяновск
- Уфа
- Хабаровск
- Ханты-Мансийск
- Чебоксары
- Челябинск
- Черкесск
- Чита
- Элиста
- Южно-Сахалинск
- Якутск
- Ярославль
This site is protected by reCAPTCHA and the Google
Privacy Policy and Terms of Service apply.