книги / Справочник по расчету режимов работы электрических конденсаторов

Рис. 1.15. Зависимости tg б кон­ денсаторов К75-10-1000В-0,1 мкФ от температуры (а) и от частоты (б)\ температурно-час­ тотные характеристики емкос­ ти (в) (1 — 5 кГц; 2 — 100 Гц, 1 кГц; 3 — 10 кГц; 4 — 50 кГц)

Некоторые характеристики ос­ новных типов конденсаторов на основе ПЭТФ пленки, лакопленоч­

ных и с комбинированным диэлектриком (ПЭТФ + КОН-11) приведены

втабл. 1.7 и на рис. 1.10— 1.19.

Вкачестве слабополярного диэлектрика в отечественном конденсаторостроении применяется поликарбонатная пленка (ПК). Этот отно­

сительно новый диэлектрик имеет 8 = 2,5. . .3,0 и tg 6 » (1. , .1,2) X

	5
Рис. 1.16. Зависимость tg6 (а) и емкости (б)	конденсаторов ПКГИ
с фольговыми обкладками от температуры	при частоте 1000 Гц

10"1\ Конденсаторы на основе ПК пленки не уступают по нагревостойкости ПЭТФ-конденсаторам, а по электрической прочности, величине и стабильности емкости превосходят их. Эги конденсаторы могут успешно применяться в тех же целях, что и полиэтилентерефталатные,

21

но при более высоких частотах. Поэтому в диапазоне средних частот 500. . .2000 Гц наилучшие удельные характержгГики имеют поликарбонатные конденсаторы К77-1, К77-2, К77-3, К77-4, К77-5.

К слабополярному диэлектрику мож­ но отнести также диэлектрик на основе комбинации полярного и неполярного диэлектриков, например, конденсаторы К75-31. где диэлектриком служит бумагу КОН-11 и ПЭТФ пленка с неполярной пропиткой и металлизированными элек­ тродами. Основные характеристики кон­ денсаторов со слабополярным диэлектри­ ком приведены в табл. 1.8 и на рис. 1.20,

Рис. 1.17. Зависимость tg б конденсато­ ров К75-31 -300В-10,0 мкФ от частоты при Г0 = 25 °С

К неполярным оргс ни1,еским диэлектрикам относятся: пблистирол (ПС), политетрафторэтилен (ПТФЭ — фторопласт-4), полипропилен (ПП). Ос* новным преимуществом конденсаторов на основе этих пленок являются,, малые потери энергии, а также высокие значения сопротивления изоля* ции и низкая абсорбция. Особенно предпочтительно применение кон*

5

6

Рис. 1.18.	Зависимость	емкости конденсаторов от температуры:
а — типа	К76П-1 на частоте 50 Гц (/);		1000 Гц (2); 5000 Гц(3);
б — комбинированных		(КОН-П+ПЭТФ)	с металлизированными
обкладками на частоте		1000 Гц: в — полистирольных фольговых
(/) и металлизированных (2)
Рис. 1.19. Зависимость		емкости ПЭТФ-конденсаторов от частоты
при температуре 20 . . .		85 °С

22

геисаторов из неполярных пленок при высоких частотах. Диэлектри- ч ская проницаемость таких диэлектриков е = 2,0. . .2,5. Тангенс угла

потерь диэлектрика	практически во всем диапазоне частот неизменный
и составляет tg б ^	(0,5. . .4) 1СГ4?

Области применения фторопластовых и полистирольных конден­ саторов существенно не различаются, но фторопластовые конденсато­ ры могут применяться при повышенных температурах и удовлетворять более жестким требованиям к электрическим параметрам. Широко при­ меняются также конденсаторы из полипропиленовой пленки, имеющие более высокую нагревостойкость по сравнению с полистирольными. Полистирольные конденсаторы, благодаря высоким и стабильным зна­ чениям сопротивления изоляции, малому изменению емкости от темпе-

tgd*

0,00k

0,002

0

от температуры (а) (1— дандые ФРГ; 2 — Япония; 3 — фир­ ма СЭЛ ФРГ) и от частоты (б)\ емкости от температуры (в) (1 — данные ФРГ; 2 Япония; 3 — Франция-)

ратуры, низкой а)бсорбции, широко применяются в точных временных

цепочках, интегрирующих	устройствах, настроенных контурах					высо­
кой добротности, Наиболее	часто применяются		конденсаторы		с	непо­
лярным диэлектриком К71-3, К71-4, К71-5, К72-9, К72-11				К более но­
вым разработкам относятся	конденсаторы К71-7, К71-8,			К72-11А.
Основные характеристики		конденсаторов	с неполярным		диэлек­
триком приведены в табл.	1.9	и на рис. 1.21 — 1 23.		в настоящее
Конденсаторы на основе оксидных пленок			являются

время одними из наиболее перспективных для применения в качестве фильтровых в преобразовательных устройствах, поскольку обладают высокими удельными характеристиками и большой номинальной ем­ костью. В конденсаторах с оксидным диэлектриком (вторая группа) одним из электродов (анодом) является вентильный металл, вторым

электродом, контактирующим с оксидной	пленкой	(являющейся	рабо­
чим диэлектриком), — жидкий или полужидкий		электролит. Сущест­
венным недостатком таких конденсаторов	являются повышенные		поте­

ри, обусловленные тем, что вторым электродом в них является либо электролит, либо электронный полупроводник, имеющие более высо­ кие величины удельного сопротивления по сравнению с металлическим электродом. Поэтому одной из первоначальных задач в производстве конденсаторов с оксидным диэлектриком является снижение экви­ валентного последовательного сопротивления (ЭПС), обусловливающего

23

1.7. Некоторые характеристики основных типов пленочных (ПЭТФ), лакопленочных и комбинированных (ПЭТФ + КОН-П) конденсаторов

	Диапазон		номи­			Интервал
Тип	нальных емкостей			^ном*			Минимальная нара*
						рабочих
конден­				В		температур,	ботка, тыс. ч
сатора	^мин»		^макс*			°С
	пФ		мкФ
К73П-2*	2,2 •	109	0,68	400			0,25 •••10,0
	103		0,47	630. ^ 6 0 ..* + 125
	4,7 •	103	0,33	1000
К73П-4*	10е		10,0	255	-6 0 -••+ 7 0		5,0
	4.7 •	104	0,27	250
	2,2 •	104	0,15	400
К73-11*	Ю3		0,082	633		—60* *. + 125	10,0
	2.7 •	10*	.6,8	160
	0,33 •	10*	2,2	250
	0,18 •	10*	1,0	400
	0,1 •	10*	0,47	630
	1,5 •	104	0,47	100
К73-15**	4.7 •	103	0,33	160	-60* .'. +85		10,0
	3,3 •	Ю3	0,22	250
	2,2 •	Ю3	0,22	400
	4.7 •	103	0,15	630
	106		22	63
	106		12	100*
	4.7 .	104	6,8	160
К73-16**	4.7 .	Ю4	2,2	250		—60---+85	5.0 для t/HOM= 63B и
	2,2 •	104	1,0	400
	Ю4		0,47	630			10.0 — для остальных
	104		0,22	1000
	4.7 •	103	0,1	1600
К73-26*	33 •	10*	150	63		—60“ .+ 125	10
	15 •	10*	100	100
			1	100
	103		0,68
К74-Ь**	103		0,47	200		—60 ...+ 85	5,0
	103		0,33	400
	103		0,22	630

24

						Продолжение табл.					1.7
	Диапазон номи­
Тип	нальных емкостей					Интервал
							Минимальная		наработка,
					^НОМ’	рабочих
конден­	^мин*			^макс*		температур,		тыс. ч
сатора					в	°С
	пФ			мкФ
	10б			10,0	250
К75-10*	Ю5			3,3	500	- 6 0 - • --f-ioo	5,0	(до 85 °С)
	Ю5			1,5	750
	ю5			1,0	1000
К75-11*				100	2000	—60---+40	5 • 103 имп. при / =				0,5Гц;
К75-14*	—			100	3000	—60---+50	10б	имп. при / =		1	Гц;
К75-17*				50	1000	—60-.-4-60	3,6-	107 при / =		100 Гц;
К75-18*				100	1000	—60-----(-50	10е имп. при / = 3 Гц;
К75-19*				100	2000	—60-----1-60	3,6 •	107 при / =		10 Гц;
К75-20*				100	4000	-6 0 ---+ 4 0	104	имп. при / =		0,03Гц
	40 •	10*		100	750
	20 •	10е		100	1000		105	имп. в диапазоне час­
	20 •	10е		100	1600	—60 ...+ 70
К75-40*	20 •	10»		100	2000		тот 8 • 10~б. . .10 Гц
	20 •	10е		100	2500
	20 •	10»		100	3000
	20 •	10»		60	4000
	20 •	10»		40	5000
	3,3 .	103		10,0	400		1.0	при Т =	85* • • 100 °С;
К75-12**	103			8,0	630	—6 0 ...+ 100	10.0 при Т =		85 °С
	2,2 •	103		6,0	1000
	10*			4,0	1600
	10*			2,2	400
	106			1,0	630
	105			0,47	1000	—60«• --f 125		5,0
К75-24*	105			0,33	1600
	3,3 . 106			4.7	400
	1,5 . 10е			4.7	630
	0,68 .		10е	2,2	1000
	0,47 •		10е	1,5	1600
			1!
К76П-1*	4,7 •	10е		22,0	63	—60.--+70		10,0

25

					Продолжение		табл. 1.7
	Диапазон	номи­		Интервал
Тип	нальных емкостей				Минимальная наработка,
			^ном*	рабочих
конден­				• температур,		тыс. ч
сатора	^мин»	^макс*	В	°С
	пФ	мкФ
К76-4*	4,7 • 105	10,0	25	- 6 0 - ..+ 7 0	1.0	при Т =	50 °С;
					5.0	при Т =	70° С

П р и м е ч а н и е . Все конденсаторы, кроме К75-10, К75-12, К75-24, выполняются непропитанными. Для конденсаторов типа К75-10, К75-12, К75-24 пропис­ ка неполярная.

*Электроды металлизированные,

**Электроды фольговые.

1.8.Основные характеристики конденсаторов со слабополярным диэлектриком

	Диапазон		номи­		Интервал
Тип	нальных емкостей			^НОМ'		Минимальная нара­
					рабочих
конденсатора	^мин*		^макс*	В	температур,	ботка, тыс.	Ч
					°С
	пФ		мкФ
	2,2 .	105	22,0	63
К77-1*	106		3.9	100	—60----- (-125	10,0
(ПК)	2,2 .	104	3.9	200
	103		1,0	400
К77-2*	2,2 .	106	100	40	—6 0 ...+ 100	5,0
	5,6 •	104	22	63
(ПК)	104		22	100

К77-3*		22,0
(ПК)	"	100,0
К77-4*	10»	20,0
К77-5*	10е	4,7
(ПК)	4,7 • 106	з.з
	2,2 • 10»	1,0

250

250	S 1	-Г^ t
		о

160 - 6 0 ... +85

250

500 —6 0 ... +70

750

1000 имп.

10,0

3000

26

				Продолжение табл,					1.8
	Диапазон номи­			Интервал
Тип	нальных емкостей		ном		Минимальная нара*
				рабочих
конденсатора				температур,		ботка,	тыс,		<1
	^мин»	^макс»		°С
	пФ	мкФ
К75-25**	105	2,0	1000		5,0	(при		Т	ДО
(ПТФЭ + к о н -	2,2 . 103	1,0	3000	—60-----1-100 70 °С);
II)	103	0,05	5000		2,5	(при	Т =* 70* • •
					85 °С);		Т =		85* • •
					1,0 (при
					100 °С)
К75-31***	4,7 • 10^	10,0	300	0 ...+ 6 0		3,0
(ПТФЭ + КОН-
11)
К77-6*	Ю3	0,027	250	—60----- f-100 5,0		при Т =		100 °С

*Электроды металлизированные, непропитанные.

**Электроды фольговые, пропитка неполярна л.

***Электроды металлизированные, пропитка неполярная.

1.9.Основные характеристики конденсаторов с неполярным диэлектриком

	Диапазон	номиналь­
Тип	ных емкостей			Рабочий ин­	Минимальная
			^ном»в
конденсатора				тервал темпе­	наработка,
	^мип*	^макс*		ратур, °С	тыс. ч
	пФ	мкФ
К71-3*	4 . 106	10	160	—60-----hi 00	2,0
	2,7 • Ю5	2	250
	8,2 . 104	0,22	400
К71-4*	1,2 . 10е	10	160	—60...-f85	10,0
	Ю3	1	250
К71-5*	101	1,0	160	—60 ... +85	10,0
К71 -б*	10а	6,04 • 10~4	300	—6 0 ...+ 70	10,0
	6,12 • Ю2	0,012	250
	1,2 . 103	0,2	200

27

					Продолжение	табл. 1.9
	Диапазон		номиналь-
Тнп	ных емкостей				Рабочий ин­	Минимальная
				в
конденсатора					тервал темпе­	наработка,
	^мин»		^макс»		ратур, °С	тыс. ч
	пФ		мкФ
К71-7*	103		0,5	250	—60-----(-85	10,0
К71-8**	22		0,1	63	—60---+85	15,0
	5,6 •	102	0,47	200	-60 - ••+200	0,5
ФТ**	5,6 •	102	0,22	(до 10 КГц)

	105	1,0	60 (до
	2,5 • 105	1,0	5 • 103 Гц)	—60---- f-155
			125 (до
	105	1,0	5 • 10* Гц)
Ф Ч***			200(до
			5 . Юз гц)
	2 • 105	1,0	500 (до	—50-----f-60
			2,4 • 103 Гц)

О ел

о

5,0

К72П-6**	4,7 •		Ю2	1,0	200	—60---+200
	4,7	• 102		0,47	500
	4,7	•	102	0,47	1000
К72-9*	1,5 .		106	2,2	200	—60-“ +200
	4,7 •		105	1,0	300
	Ю4			0,33	500
	10е			4,7	125
К72-11**	4,7	•	105	3,3	250	—60---+70
	2,2	. 10б		1,0	500
	105			0,47	750
	4,7 •		104	0,22	1000
	1,2	•	106	10,0	100
К78-1*	4,7 •		Ю4	10,0	160	—60----- f-100
	104			3,3	250
	104			2,2	400
	103			0,1	630

о

о

3,0

3,0

5,0

10,0 (при Т =* = 85°)

28

					Продолжение	таб4, J,9
	Диапазон		номиналь­
Тип	ных егностей				Рабочий ин­	Минимальная
				^ном» в
конденсатора					тервал тем­	наработка,
	^мин*		^макс»		ператур, °С	тыс. я
	пФ		мкФ
	ю4		0,1	300
К78-2**	4,7 •	103	0,033	1000	- 6 0 . ‘ .+ 8 5	10,0
	3 ,9 .	104	0,15	1000
	3,3 • 10«		68,0	160	—6 0 ------F-70	5,0
К78-4*	2,2 • 10е		33,0	250
	4,7 •	106	10,0	500

*Электроды металлизированные» непропитанные.

**Электроды фольговые, непропитанные.

***Электроды металлизированные с дву* сторон КОН-Н, *4 Электроды фольговые, неполярная пропитка,

Рис. 1.21. Зависимости tg6 от частоты при Т0 = 2Ь°С конденса­ торов: а — К71-4-250В-1,0 мкФ (1) и К71-4-160В-2,2 мкФ (2); б — К7М-160В-3,3 мкФ (/) и К71-4-160В-4.7 мкФ (2)

Рис, 1.22. Зависимости tg 6 от температуры конденсаторов: а — полистирольных при частоте 1000 Гц (/-—фольговые; 2 — метал­ лизированные); 6 — фторопластовых ПТФЭ

29

повышенные потери в электронном полупроводнике или электролите. Это обстоятельство накладывает особый отпечаток на электрические характеристики конденсаторов с оксидным диэлектриком, а именно; жесткое ограничение амплитуды пульсаций на высоких частотах.

Основные характеристики конденсаторов с оксидным диэлектри­ ком, разделенных на группы, приведены в табл. 1.10 и на рис. 1.24— 1.29.

Рис. 1,23.	Зависимости tg6 от частоты конденсаторов: а — ПТФЭ
при Т0 =	20 °С; б — полипропиленовых

Рис. 1.24. Зависимости tg б от	частоты	алюминиевых	фольговых
электролитических конденсаторов: К50-6,		100 В (а) и К50-7, 450 В
(б) при Т0 = 20°С (У);	(2); 710= 70°С (3).
Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком			(керамичес­

кие, стеклянные,стеклоэмалевые,стеклокерамические и слюдяные) характе­ ризуются большой нагревостойкостью, механической твердостью, высокой химической стабильностью, повышенными значениями диэлектрической

проницаемости [3].			По конструктивному исполнению эти конденсаторы
подразделяются		на	незащищенные;	защищенные; неизолированные;
изолированные.		назначению конденсаторы подразделяются на три ви­
да:	По своему
	1 — для использования в резонансных контурах и цепях, где важ­
на	высокая стабильность емкости;			2 — для использования в цепях

блокировки и развязки или других цепей, где низкие потери и высокая стабильность емкости не имеют существенного значения; 3 — для пе­ ней низкой частоты. Наиболее широко распространены среди конден­ саторов с неорганическим диэлектриком керамические конденсаторы (К10, К15).

30