高压电容是指额定电压在数百伏特至数千伏特以上的电容器,广泛应用于电力电子､脉冲功率､高压测试､医疗设备等领域｡以下是高压电容的主要类别及其特性､应用和选型考虑:
一､按介质材料分类
高压陶瓷电容(High Voltage Ceramic Capacitors)
介质:陶瓷材料(如钛酸钡､钛酸锶)｡
特性:
高耐压:额定电压可达数千伏特(如3kV､5kV､10kV)｡
高频特性好:等效串联电感(ESL)低,自谐振频率高｡
温度稳定性高:C0G/NP0型温度系数极低｡
体积小巧:适合高密度电路板｡
应用:高频高压电源､激光电源､电磁兼容(EMC)滤波｡
常见型号:C0G､X7R､Y5V(高压型)｡
高压聚丙烯电容(High Voltage Polypropylene Capacitors, CBB)
介质:聚丙烯薄膜｡
特性:
高绝缘电阻:耐压强度高,漏电流小｡
低损耗:介质损耗角正切值(tanδ)低｡
脉冲性能优异:适合高频脉冲应用｡
应用:高压脉冲发生器､电磁兼容(EMC)测试､感应加热｡
常见型号:CBB81､CBB13､CBB21(高压型)｡
高压云母电容(High Voltage Mica Capacitors)
介质:云母片｡
特性:
高精度:容量稳定,温度系数低｡
高稳定性:长期使用容量变化小｡
耐高温:工作温度范围宽(-55℃至+200℃)｡
应用:高压计量､精密测量､航空航天｡
常见型号:M､MM､MK系列｡
高压薄膜电容(High Voltage Film Capacitors)
介质:聚酯(PET)､聚碳酸酯(PC)等薄膜材料｡
特性:
直流耐压高:额定电压可达数千伏特｡
容量稳定:适合直流滤波应用｡
体积较大:相比陶瓷电容,体积优势不明显｡
应用:高压直流输电､电动汽车充电桩､工业电源滤波｡
常见型号:MKP､MPT系列｡
高压电解电容(High Voltage Electrolytic Capacitors)
介质:氧化铝(阳极)与电解液(阴极)｡
特性:
大容量:单体容量可达数千微法至法拉级｡
耐压较高:额定电压可达数百伏特(如450V､600V)｡
寿命有限:电解液蒸发导致寿命缩短｡
应用:高压电源滤波､能量存储､逆变器｡
常见型号:铝电解电容(如CD294､CD135)｡
二､按结构分类
箔式高压电容
结构:以金属箔为电极,介质材料卷绕而成｡
特性:
容量大:适合大电流应用｡
体积较大:不适合高密度电路板｡
应用:电力电子､工业控制｡
卷绕式高压电容
结构:介质与电极交替卷绕,形成圆柱形结构｡
特性:
高频性能好:ESL低,自谐振频率高｡
体积适中:适合中功率应用｡
应用:高频电源､通信设备｡
叠层式高压电容(MLCC)
结构:多层陶瓷片叠压而成,内部电极交错排列｡
特性:
体积小巧:适合高密度电路板｡
高频特性优异:ESL极低｡
应用:5G基站､医疗设备､航空航天｡
三､按应用场景分类
电力电子电容
特性:大容量､高耐压､低ESR｡
应用:高压直流输电､柔性交流输电(FACTS)､电动汽车充电桩｡
选型:高压薄膜电容或特殊设计的高压电解电容｡
脉冲功率电容
特性:高脉冲电流承受能力､低电感｡
应用:激光电源､电磁脉冲武器､粒子加速器｡
选型:高压聚丙烯电容或陶瓷电容｡
高压测试电容
特性:高精度､高稳定性､低损耗｡
应用:高压计量､绝缘测试､材料击穿试验｡
选型:高压云母电容或C0G陶瓷电容｡
医疗高压电容
特性:高可靠性､低漏电流､生物兼容性｡
应用:X光机､CT扫描仪､高压发生器｡
选型:高压陶瓷电容或特殊封装的高压薄膜电容｡
四､选型关键参数
额定电压:需高于实际工作电压的1.25倍(如1000V电路选1250V电容)｡
容量:根据滤波或储能需求选择,过大可能增加成本｡
ESR:高频电路需选ESR<10mΩ的型号｡
温度范围:极端环境需选-55℃至+200℃产品｡
封装尺寸:空间受限场景优先选叠层式(MLCC)或小型化封装｡
寿命要求:长期运行需选寿命>10万小时的产品(如导电聚合物钽电容)｡
五､典型应用场景
电力电子:高压直流输电(HVDC)系统采用高压薄膜电容,确保大电流滤波｡
脉冲功率:激光电源使用高压陶瓷电容,承受高脉冲电流｡
医疗设备:X光机高压发生器采用高压云母电容,保障高精度电压输出｡
航空航天:卫星电源系统选用叠层式高压陶瓷电容,抵御辐射与振动｡
通过合理分类与选型,高压电容可充分发挥其高耐压､高频､高稳定性优势,满足多样化高压电路需求｡
