13.Стабильность и интенсивность отказов конденсаторов.

1.Стабильность конденсатора

Характеризуется изменением основных параметров конденсатора. главным образом емкости под воздействием температуры, влажности, атмосферного давления, механические усилия и т.д., а так же от времени.

а) Температура. Под ее влиянием изменяется размеры обкладок, величины зазоров, значение диэлектрической проницаемости Ɛ. Эти причины вызывают как обратимые и необратимые изменения емкости. Обратимые изменения емкости характеризуются температурный коэффициент емкости ТКЕ- d_c – это есть относительно обратимое изменение емкости приходящейся на 1⁰С.

Необратимые изменения характеризуются коэффициентом температурной нестабильности емкости КТНЕ. Величина ТКЕ и КТНЕ не зависят от применяемых материалов, распределение в конструкции и от технологии изготовления. Пример, керамический термостабильный конденсатор. Для него ТКЕ ɑ_с=60×10^-6 град^-1. Бумажный конденсатор, для него ТКЕ ɑ_с=2×10^-3град^-1.

б) Влажность. Под ее воздействием изменяется диэлектрическая проницаемость воздуха и гигроскопичных диэлектриков, R_из и потери R_n. Достигается применением не гигроскопичных диэлектриков. Например конденсаторной керамики; пропитки гигроскопичных диэлектриков влагостойкими смолами, компаундами, опрессовкой конденсатора пластмассой, покрытия эмалями и т.д. Герметизацией с помощью герметически заполненного металлического корпуса или керамического футляра. В результате этих мер конденсатора могут использоваться до 98÷100% влажности при температуре до +150⁰С.

в) Атмосферное давление. Эксплуатация РЭА например на самолете обычно связана с понижением атмосферного давления, которая вызывает уменьшении емкости и электрической прочности. Для защиты от этого используется герметизация. Герметизированные конденсаторы допускают нормальную работу при р=5÷10 мм. рт. ст.

2. Интенсивность отказов

Для уменьшения интенсивности отказов используется облегченные режимы работы. С этой целью для конденсаторов рекомендуется, чтобы их рабочее напряжение U<0,6 U_н, где U_н – номинальное напряжение. Кроме режима работы на надежность конденсаторов существенное влияние оказывает условие работы. С увеличением температуры, влажности, загрязнения и т.д. Интенсивность отказов конденсаторов значительно увеличивается. Особенно чувствительны к температуре электролитические конденсаторы, например увеличение температуры на 10÷15⁰С над допустимой температурой уменьшает срок их службы в 8÷10 раз. Отказы конденсатора возникают в результате пробоя диэлектрика и разряда его по поверхностям. Это отказы типа « короткого замыкания» или потери контакта между обкладками конденсатора и его выводами отказы типа «обрыв».

14.Конденсаторы с твёрдым не органическим диэлектриком.

Основные типы конденсаторов постоянной емкости.

Они подразделяются на конденсаторы с воздушным диэлектриком и с твердым диэлектриком. Конденсаторы с воздушным диэлектриком имеют узкое применение, например в колебательных контурах мощных передатчиков, в мощных генераторах частоты, поэтому рассмотрим конденсаторы с твердым диэлектриком.

Вначале рассмотрим конденсаторы с твердым диэлектриком.

Керамические конденсаторы. В них в качестве диэлектрика используется конденсаторная керамика, которая может быть различных типов( диэлектрическая проницаемость может иметь значение от нескольких единиц до нескольких тысяч и по- разному зависят от температуры. Конструктивно, керамические конденсаторы выполняют в виде пластинок, трубочек, дисков, в которых впрессованы проволочные выводы, обкладки конденсаторов наносят на керамику методом вжигания. Примеры, КД – конденсаторы дисковые, КТ – конденсаторы трубчатые.

Значительно большую удельную емкость при высокой механической прочности имеют литые и монолитные конденсаторы. Изготовляемые с помощью горячего прессования. Покажем упрощенную конструкцию монолитного конденсатора (рис 5)

1– металлизированные обкладки;

2– слои керамики;

3 – выводы с обжигами.

Снаружи такой конденсатор покрыт влагозащитной оболочкой (эмалевой).

По устройству литые конденсаторы похожи на монолитные. Литые конденсаторы – это керамическая призма, разделенная тонкими перегородками на ряд секций. На эти перегородки наносятся тонкий слой металла, образуя группу конденсаторов, соединенных параллельно. Примеры:

КЛС – конденсатор литой секционированный;

КМ – конденсатор монолитный;

К10 – конденсатор низковольтный керамический;

Достоинства керамических конденсаторов:

- высокие электрические показатели;

- высокая стабильность параметров, малая собственная индуктивность;

- возможность их применения при относительно высоких температурах;

- простота конструкций;

- небольшие массогабаритные характеристики;

- стоимость.

Устройство стеклянных, стеклокерамических и стеклоэмалевых конденсаторов имеет сходство с устройством монолитных конденсаторов. Такие конденсаторы имеют небольшие массогабаритные характеристики и достаточно хорошие электрические характеристики.

Примеры:

КС – конденсаторы стеклоэмалевые;

КСМ – стеклокерамический многослойный;

К21 – конденсатор стеклянный.

Слюдяные конденсаторы. Характеризуются высокими электрическими характеристиками, небольшими размерами и стоимостью.

Представляет собой плоский пакет, в котором пластинки конденсаторной слюды чередуются с металлическими обкладками. Пакет сжат обжимками с выводами. Для защиты от внешних факторов эти конденсаторы опресовываются пластмассой, герметизируются и т.д.

Примеры:

К31 – конденсатор слюдяной малой мощности

К32 – конденсатор слюдяной большой мощности

КСОТ – конденсатор слюдяной опрессованный, теплостойкий

СГМ – конденсатор слюдяной герметизированный малогобаритный