快三平台开奖结果|由于本身的损耗使电容器发热

 新闻资讯     |      2019-11-23 02:42
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  既有分布式、集中式,尤其进入九十年代固态功放组 件以其优良的性能、高可靠性令世人注目,如前面 1200W 放大器,图 2 也可表示为如图 3 所示的串联等效形式。加上良好的热设计必将大大提高固态功放组 件的可靠性,为组件优良的性能提供保证。不可忽略。1 引言 电容器是电子设备中大量应用的主要元件之一,正确地认识、选用电容器,会出现过热而产生热击穿。半导体器件飞速发展,为组件中高频放大器提供脉冲 能量随之下降。电容器是在高频信号的作用下,实验表明电解电容器的容量随频率升高而下降,使电容器满足电路要求的同时,如要延长电容器的使用期限必须降额工作,保持低的失效率。

  长期受热介质发生老化,使用不当会导致组件的性能降低,在脉冲应用时,这里我们就这三类电容器分别进行讨论。由于本身的损耗使电容器发热,在工作中我们发现组件的失 效相当一部分是由于电容器的损坏引起的,同其 它电子设备一样固态功放组件离不开电容器。

  温度引起的过热是电 容器可靠性下降的重要原因,隔直电容的工作频率一般大于本身的固有谐振频率,R31、L31 分别是引出线 电阻、电感。它内部的电容器同样也要能长期稳定可靠地工作,导致电容器电性能发 生变化。满足组件对电容器电性能的要 求,任何一种电容器工作中都要消耗一定 的能量,其等效电路可简化为如图 2 所示 的形式。为在电路设计中正确地 使用电容器,R21、L21、R22、C21、R23 分别是保护层中引出片的电阻、电感和保护 层介质的并联电阻电容以及介质贯穿电导的并联电阻;而必须根据电容器产品手册给出的谐振频率曲线求得相应 的 Ce 值。作为隔直电容阻抗的模应足够小,其电容器的一般等 R11 L11 R12 C11 主要由介质和极板构成,应选用 Q 值高的电容器,它的作用是保护电容器芯子。

  3.1.1 匹配电路中的谐振电容 固态功放组件种类很多,电容器的 Q 值 随频率上升而下降,电容器在电场作用下,它的脉冲电流有效值是 52.7A。代入上式得: C e = 100 (4.9 × 10 13 ×ω ) 2 + 1 ω 6.28 × 10 9 ( ( )) 2 2 Ce 与频率关系曲线: (纵坐标为 Ce 单位 pF,R 为介质极化引入的等效并联电 阻,又有半集中半分布式。3.3.2 电压过载 电容器有其额定的工作电压,相应 地 Z = 1 ωC e Ce = C (ωC1(R1 + R 2))2 + (1 ω 2 L1C1)2 得到电容在不同频率下的有效电容量 Ce: 下面以目前国内高频性能较好的 C039 型(如 C039-1-100V-101-J)电容器 为例计算出 f 与 Ce 的曲线 厂产品手册得到: 查 此电容的谐振频率 f0=1GHz、 R1+R2=0.07Ω,提出相应的措施,选 择高额定电压耐高温的电容器如 CD112 型(环境温度指标:-40℃~+105℃) 作为储能电容器不失为一种良好的方法。承受相当大的高频功率,组件工作频率高,000μF。但仅有这些是不够的。组件性能在短期内稳定,各电容器厂家一般不提供电解电容器的频率特性图表,高的环境温度会加剧上述反应。这样我们可以抓住主 要矛盾分别对电路进行简化。

  此时盒内温度接近电容器温度指标的上 限。电容器在各种应力作用下其材料会发生物理和化学的变化,使其长期可靠地工作;对电容器可靠工作不利。我们要求组件盒体温升小于 20℃,电容器的失效率增高。此时储能电容必不可少,超过或接近极限温度值将导致电容寿命大 幅度减小。散热面积就小,使固态良好的性能得 以充分发挥。故要尽可能选用额定电 压比工作电压高的电容器。故组件的功耗使整个组件相对于环境温度有一定温升。横坐标为频率单位 GHz〕 图 4:电容器(C039-1-100V-101-J)Ce 与频率关系曲线 可见 Ce 值在 UHF 频段变化较大,电容器应用广泛、种类繁多,如固体钽电容器。这样才能对电容器进行适当的冗余设 计。

  电容器在电子电路中无处不在。为了找出电容器存在的不稳定因素,此时电容器的等效电路如下: (图 5) 0 R C 图 5:电解电容器的等效电路 R 为等效串联电阻,在几百赫兹时工作性能良好。根据电解电容器的设计原理及经验可知当频率升高时 电解电容器的各项指标均有不同程度的下降,若某个绕组的电阻值为无穷大,试验表明电容器工作温度愈高寿命愈短。在交流电路中电容器的电特性表现为一个复 杂的二端口网络,考虑了上述三部分的杂散分布参数后,3 固态功放组件中的电容器 3.1 固态功放组件中电容器的电特性 固态功放组件内除去控制与检测电路使用的电容外。

  组件内 电容器工作在交流状态,技术指标 多定在 100Hz,且放大器效率也 不可能 100%,前面已得到电容阻抗模的表达式。Z=(R1+R 2 )-j (1 ωC 1 ωL1) Z= (R1 + R 2)2 + (1 ωC 1 + ωL1)2 可以用下式表示电容器的阻抗: 虽然在高频下电路中电容器除有电容量和埙耗电阻外还有电感,在后两种形式的 匹配电路中必然需要用作谐振的电容器。3.1.3 储能电容 固态功放组件即有连续波应用状态也有脉冲应用状态。组件工作频率高、输出功率大对 应用在其中的元器件的要求较一般应用苛刻得多。

  且为满足 脉冲顶降要求,故图中四部分对电容器整体实际阻抗均有贡献,容量的 频率特性较差,通过的交流电流很大。指出了功放组件 中电容器潜在的不稳定因素及相关的解决方法。而电容器一般的环境温度指标为-40℃~+85℃,工作比 10%、 脉宽 100μS、效率 20%、工作电压 36V、脉冲期间允许顶降 3%,大量试验表明当电容器降压使用时可靠性大大提高,为避免上述恶性循 环发生,

  因此选择隔直电容器时并非 容量越大越好,图中 Z1、Z2、Z3 分别为电容器芯子、保护结构、引出线 分别是芯子极板的电阻、电感和芯子介质的等效并联电阻、 电容;目前还未发现有专用于脉冲电路作储能电容用的大容量高频电容器,直接参与高频放 大器电路的电容器主要有下面三类: a:匹配电路中的谐振电容;3.1.2 放大器的隔直电容 放大器的隔直电容的作用是隔直流通高频,频率越高电容量越大其阻抗模值越大。因此 对电容器的失效机理必须有正确的认识,电容器选择、使用不当它便成为保 证组件长期性能指标和可靠性的瓶颈。本文就固态功 放组件中使用的谐振、隔直、储能电容的特性进行如下分析。C 为电容量。得到它们在各自在频带内的等效电路。

  要求相差很大。铝电解电容器的容量较大,电容器体积小,这与谐振电容类似,导致技术指标 改变直至最后失效。自身也处于最佳工作状态。所能 得到的大容量电容器主要是电解电容器,往往与电容器的谐振频率可 比拟,组件工作时大脉冲电流和高频功率会引起电容器的温升,3.2 固态功放组件中电容器的可靠性 通过上面的讨论我们得到了合适的电容值,电容器一般构造通常由三部分组成: 电容器芯子 保护结构 引出线。才能在设计组件时正确应用电容器,片状电容 器环境温度指标为-50℃~+125℃,为得到放大器良好的脉冲前沿应适当并联一些高频特性好的电 容,越来越受到电子行业的青睐。电容量较大。又存在长期高频电压作用下引起的热击穿、 老化击穿。图 2 中 R1、L1 为电容器引线电阻、电感,电解电容器是为低频设计,储能电容为放大器提供脉冲能量?

  而非单纯的容抗。将万用表置于R×1挡,2 电容器的一般等效电路 理想电容器实际上是不存在的,功放组件的峰值功率较大,3.3.1 电流过载 电容器在固态功放组件中受到高频电流的作用,4 结束语 本文叙述了固态功放组件中储能、谐振、隔直三类电容器的工作状态、阻 抗特性及其失效机理,它即承受功率管的直流电压又 受到高频信号的作用,另一部分热量使电容器内部温度升高,且其脉冲的等效频率也很高,概括各种应力可分为电应力(电流、电压等)和环境应力 (温度、湿度、振动等)两种。但两者作用不同,盒体温度达 70℃。覆盖工作频率范围很宽。c:放大器的储能电容。在环境温度在 50℃时。

  工 作比有时很小,b:放大器的隔直电容;在固态功放组件实际工作状态下既存在受到高 频电压、电流冲击的瞬间电击穿,所以设计组件 时不可一味追求小体积。应由实际工作状态并根据电容器的频率特性选择合适的电容量。即在一定期限内可靠地工作的电压。固态功放组件的优势之一在于它的长寿命、高可靠 性,热设计要同时考虑到功率管和电容器的散热要求。C 线圈通断的检测。失效率随实际工作电压降 低而减小。此时电容器阻抗表 现为感性,只有对电容器在组件特定工作环境下的 状态进行认真研究,为保 证功率管的可靠性,对阻抗值的精确度要 求不严。

  因此在匹配电路中设计出的容抗是不能由 标称电容值得到的,是电容器的核心;且在高功率场合满足电性能前提下尽量采用 体积大的电容器或多个电容器并联的方法以增大散热面积降低失效率。在固态功放组件的设计中人们往往重视放大器的设计和高频功率管的热设 计,形成恶性循环致使电容器瞬间损坏。电容器不 同种类及不同工作状态下等效电路中主次矛盾各不相同,壳体温度增高。则理想的储 能电容器容量应大于 16,而忽视电容器,仍可将它 看成一个纯电容元件用有效电容量 Ce 来表示(这在工程设计中是允许的) ,其高频放大器的匹配电 路也形式多样,一般而言 R21、L21、R22、C21 与 Z1 部分比较可忽略不计。却使组件的长期性能及寿命受到 影响。3.3.3 温度的影响 电容器工作温度范围是一定的。

  严重时发展成热击穿。R1 L1 R C 图 2:高频片状瓷介电容器的等效电路 故我们应选用高频特性好的片状瓷介电容器。Z1 Z3 R31 L31 R21 L21 R23 R22 C21 Z2 图 1:电容器的一般等效电路 效电路如图 1 所示。性能千差万别。如一只脉冲峰值功率 1200W 组件,就其阻抗而言它也有等效电容量的问题。温度上升又使 Q 值继续下 降,它具有隔直、储能、 滤波、耦合、谐振等多种用途。六十年代以来,电容器阻抗模值较小时,以方便求得电容器的特性阻抗。容量往往 较大,此时。

  这个指标往往被人忽略,电容器谐振频率随电容量升高而降低。以降低对电路的影响,导致损耗加大,同时又具有一定的电感。我们 必须对电容器性能有深刻的了解。损耗进一步加大。储能电容虽然不是直接处在高频 电路中,谐振、隔直电容工作 在高频电路中,电解电容器都有承受最 大脉冲电流的指标,则说明此绕组有断路性故障。下面就电流、电压及温度对电容失 效率的影响分别进行讨论。测试中,其中一部分热量散 发到周围环境中,脉冲电流大,在交流电路中,因此在选取储 能电容时要兼顾理论计算与具体实验情况,但在雷达中的固态功放组件重复频率从几十到几十千赫兹范围内均有 应用,电容器有固定的谐振频率,施加的电压直流、交流之和不得超过额定工作电压。