电容常见问题解答:纹波电流和绝缘电阻

作者: Digi-Key 工程师 Kaili Simpson

如何测量可允受纹波电流?

目前尚无有关如何测量可允受纹波电流的行业标准。TDK规定,对所有的MLCC而言,因纹波电流而导致相对于环境温度的最大温度升幅为20°C。实际上,当测量MLCC的ESR和热阻时,就会间接评估温度的升幅。只要纹波电流流过,焦耳加热就会继续加热MLCC,但零件也会散发热量,从而冷却零件。因而通过这种热量产生和热辐射之间的平衡来确定温度升幅。

每单位时间的发热量与温度升幅之比称为热阻,如果MLCC外壳尺寸和材料均相同,则它们的热阻也相同。因此,如果ESR已知,则可以计算出每单位时间的功率耗散量。可以将功率耗散数值乘以热阻来计算出升高的温度值。用这种方法可以计算出温度升高20°C时所容许的最大纹波电流,从而得出可允受纹波电流。

如何测量电容的绝缘电阻?

绝缘电阻(IR)表示电容中的介电材料抵抗漏电流的程度。它等于介电材料本身的电阻*1。IR通过漏电流进行测量。知道漏电流和施加的电压后,就可以根据欧姆定律来计算绝缘电阻。有两种测量漏电流的基本方法。第一种,在电容和电压源上串联一个电流计(见图1)。

第二种,使用与电阻并联的电压计,然后将其与电容和电压源串联连接(见图2)。

第一种方法通常应用于电容值小于1uF的电容。低电容值电容的漏电流小;因此,低电流的电流计可以准确测量电流。如果漏电流很高,那么由于充电电容的噪声和不稳定性,电流计将无法准确测量。因此,第二种方法适用于电容值更高的电容*2。
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图1:带电容的串联电流计。
02
图2:与电阻并联的电压计,并与电容串联。

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*1“电容术语表”,Ray Ostlie(1989年)
*2 Keithley切换手册,第3版,1995年,第4-12页

内容和图片由TDK的常见问题解答提供:

英文原文链接:Capacitor FAQs: Ripple Current & Insulation Resistance