高壓、普通脈沖電容器有何不同?測(cè)量脈沖電容器壽命有無必要?
脈沖電容器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象,通過這篇文章,小編希望大家可以對(duì)脈沖電容器的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、脈沖電容器介紹
彼此靠近的兩個(gè)導(dǎo)體在它們之間夾有不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì),該絕緣介質(zhì)構(gòu)成電容器。 在電容器的兩個(gè)極板之間施加電壓時(shí),電容器將存儲(chǔ)電荷。電容器的電容在數(shù)值上等于一個(gè)導(dǎo)電板上的電荷量與兩個(gè)板之間的電壓之比。電容器的電容量的基本單位是法拉(F)。而在脈沖電容器中,脈沖能量存儲(chǔ)單元的脈沖電容器是用于增加功率脈沖輸出信號(hào)的能量存儲(chǔ)裝置。在脈沖電力系統(tǒng)中,能量以相對(duì)緩慢的方式存儲(chǔ),然后在脈沖電力系統(tǒng)中,能量在相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)快速轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)哪芰?。初?jí)能源是對(duì)脈沖能量存儲(chǔ)單元緩慢充電以實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ),然后脈沖電容器通過脈沖形成部分存儲(chǔ)能量以壓縮并重整時(shí)間大小的脈沖以實(shí)現(xiàn)脈沖功率放大,最后獲得負(fù)載具有高峰值功率的脈沖波形。
脈沖單元中使用的脈沖電容器包括箔片電容器,而另外一種便是我們以前介紹過的金屬化膜電容器。對(duì)于鋁箔電容器而言,它通常用于低場(chǎng)強(qiáng)且能量存儲(chǔ)密度低,而金屬化薄膜電容器則相反。這也是脈沖能量存儲(chǔ)單元被廣泛使用的主要原因之一。
脈沖電容器具有兩種工作模式,分別是突發(fā)工作模式和長(zhǎng)期連續(xù)工作模式。需要脈沖電容器爆炸的領(lǐng)域包括極光武器,粒子束武器和對(duì)地震源的編碼檢測(cè)。需要脈沖電容器長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的領(lǐng)域包括醫(yī)療應(yīng)用,防腐和工業(yè)污水處理以及淺層勘探。因此,脈沖電容器具有廣泛的應(yīng)用范圍,并且廣泛用于軍事,工業(yè),醫(yī)療和勘探領(lǐng)域。
二、高壓脈沖電容器與普通電容器有何不同
高壓脈沖電容器有兩種材質(zhì):一種為薄膜類的,一種為陶瓷類的。
與薄膜相比,陶瓷具有更高的電壓特性。 薄膜電容器的優(yōu)點(diǎn)是其容量高于陶瓷電容器。
常用的脈沖陶瓷電容器是PC陶瓷,介電常數(shù)為400的陶瓷電容器可在-55度至+125度的范圍內(nèi)工作,溫度變化率小于5%,它具有超電壓特性和脈沖特性。 當(dāng)前的光電軍事裝備和電磁脈沖軍事裝備大多使用PC材料。其脈沖壽命超過一百萬次。
當(dāng)然,也有測(cè)試級(jí)脈沖電容器。 許多科研機(jī)構(gòu)選擇N4700陶瓷材料作為脈沖電容器。這種材料也可以在一定程度上滿足用戶的需求,但是如果使用大量設(shè)備,則預(yù)期壽命不足。電容器行業(yè)中的此類產(chǎn)品的脈沖壽命約為3,000至50,000。
N4700介質(zhì)的介電常數(shù)為1800到2000之間。溫度區(qū)間在-25度到+85度之間,溫度變化率約20%.
所以,在陶瓷電容器領(lǐng)域,PC脈沖介質(zhì)才是真正的脈沖電容器。
三、脈沖電容器壽命檢測(cè)的必要性
在武器裝備中,脈沖電容器是脈沖電源系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)設(shè)備。其工作原理是長(zhǎng)期直流充電和短時(shí)(μs級(jí))大脈沖放電以釋放能量,從而在負(fù)載上形成大電流脈沖以達(dá)到啟動(dòng)武器系統(tǒng)的目的。作為脈沖電源系統(tǒng)的關(guān)鍵組件,電容器在使用期間必須具有很高的可靠性。在電容器的生產(chǎn)過程中,不可避免的會(huì)出現(xiàn)小的缺陷(電極接觸不良,絕緣紙皺紋和少量水分混入等),這會(huì)給電容器在使用過程中帶來安全隱患。常規(guī)測(cè)試方法(例如耐壓,介電損耗,漏電流等),雖然在使用電容器之前可以去除缺陷嚴(yán)重的產(chǎn)品,但找不到局部缺陷小的電容器,并且絕緣狀態(tài)和無法評(píng)估電容器的壽命。隨著有缺陷電容器的絕緣層老化,會(huì)發(fā)生過早擊穿,這大大降低了脈沖電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以,我們有必要對(duì)脈沖電容器的使用壽命加以檢測(cè)。
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