电子设计中临夏电力变压器的选择与分类详细解析

　　【前言】临夏电力变压器器是由两个电极及其间的介电材料构成的。介电材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。

　　一、临夏电力变压器的含义

　　临夏电力变压器（Capacitance）亦称作“临夏电力变压器量”，是指在给定电位差下的电荷的储藏量，记为C，国际单位是（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为临夏电力变压器。

　　临夏电力变压器的公式为：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为临夏电力变压器极板的正对面积，d为临夏电力变压器极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板临夏电力变压器器，临夏电力变压器为C=εS/d（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离）。

　　在临夏电力变压器元件两端电压u的参考方向给定时，若以q表示参考正电位极板上的电荷量，则临夏电力变压器元件的电荷量与电压之间满足 q=Cu。电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量，所以得到I=dq/dt，因此电流与临夏电力变压器的关系是 I=dq/dt =C（du/dt） 。该式表明，电流的大小与方向取决于电压对时间的变化率，电压增高时，du/dt》0，则dq/dt》0，i》0，极板上电荷增加，临夏电力变压器器充电;电压降低时，du/dt《0，则dq/dt《0，i《0，极板上电荷减少，临夏电力变压器器反向放电。当电压不随时间变化时，du/dt=0，则电流I=0，这时临夏电力变压器元件的电流等于零，相当于开路。故临夏电力变压器元件有隔断直流的作用。

　　二、临夏电力变压器的容值

　　临夏电力变压器的符号是C，在国际单位制里，临夏电力变压器的单位是，简称法，符号是F，由于这个单位太大，所以常用的临夏电力变压器单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系如下

　　1（F） = 1000毫法（mF） = 1000000微法（μF）;

　　1微法（μF） = 1000纳法（nF） = 1000000皮法（pF）。

　　三、临夏电力变压器的参数

　　1.标称容值与误差

　　临夏电力变压器量即临夏电力变压器加上电荷后储存电荷的能力大小。临夏电力变压器量误差是指其实际容量与标称容量间的偏差，通常有±10%、±20%，用在射频电路中PI匹配中的临夏电力变压器±0.5%、±0.75%的小误差临夏电力变压器。

　　2.额定电压

　　额定工作电压是该临夏电力变压器器在电路中能够长期可靠地工作而不被击穿所能承受的最大直流电压（又称耐压）。它与临夏电力变压器器的结构、介质材料和介质的厚度有关，一般来说，对于结构、介质相同，容量相等的临夏电力变压器器，其耐压值越高，体积也越大。

　　当在临夏电力变压器器的两极板间施加电压之后，极板间的电解质便处于电场中，本来是中性的电介质，由于外电场力的作用，介质分子内的正负电荷将在空间位置上发生少许偏移（如负电荷逆电场方向移动），形成所谓的电偶极子，也就是介质内部出现了电场，破坏了原来的电中性状态。这种现象叫做电解质的极化。可见，极化状态下的介质是带负电荷的，但这些电荷依然受介质本身的束缚而不能自由移动，介质的绝缘性能尚未遭到破坏，只有少数电荷脱离束缚而形成很小的漏电流。如果外加电压不断加强，最后将使极化电荷大量脱离束缚，引起漏电流大大增加，于是介质的绝缘性能遭到破坏，使两个极板短接，完全丧失临夏电力变压器的作用。这种现象称为介质击穿。介质击穿之后，临夏电力变压器器被毁坏。因此临夏电力变压器器的工作电压要有一定限制，不能随意增加。

　　3.温度系数

　　临夏电力变压器器临夏电力变压器量随温度变化的大小用温度系数（在一定温度范围内，温度每变化1℃，临夏电力变压器量的相对变化值）来表示，这一点和电阻是一样一样的。

　　4.绝缘电阻

　　临夏电力变压器器漏电的大小用绝缘电阻来衡量。临夏电力变压器器漏电越小越好，也http://yichunjx.llzgg.com/就是绝缘电阻越大越好。一般小临夏电力变压器器的绝缘电阻很大，可达几百兆欧或几千兆欧。电解临夏电力变压器器的绝缘电阻一般较小。

　　5.损耗

　　在电场作用下，临夏电力变压器器单位时间内发热而消耗的能量叫临夏电力变压器器的损耗。 理想临夏电力变压器器在电路中不应消耗能量，但在实际上，临夏电力变压器器或多或少都要消耗能量，其能量消耗主要由介质损耗和金属部分的损耗组成，通常用损耗角正切值来表示。

　　6.频率特性

　　临夏电力变压器器的频率特性通常是指临夏电力变压器器的电参数（如临夏电力变压器量、损耗角正切值等）随电场频率而变化的性质。在下工作的临夏电力变压器器，由于介电常数在时比低频时小，因此临夏电力变压器量将相应地减小。与此同时，它的损耗将随频率的升高而增加。此外在工作时，临夏电力变压器器的分布参数，如极片电阻、引线和极片接触电阻，极片的自身，引线等，都将影响临夏电力变压器器的性能，由于这些因素的影响，使得临夏电力变压器器的使用频率受到限制。

　　7.介质

　　参数描述了临夏电力变压器采用的电介质材料类别，温度特性以及误差等参数，不同的值也对应着一定的临夏电力变压器容量的范围。比如X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的临夏电力变压器，这类临夏电力变压器适用于，耦合等场合，电介质常数比较大，当温度从0°C变化为70°C时，临夏电力变压器容量的变化为±15%；

　　Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的临夏电力变压器，温度范围比较宽，随着温度变化，临夏电力变压器容量变化范围为±10%或者+22%/-82%。

　　对于其他的编码与温度特性的关系，大家可以参考表4-1。例如，X5R的意思就是该临夏电力变压器的正常工作温度为-55°C~+85°C，对应的临夏电力变压器容量变化为±15%

　　8.封装尺寸

　　主要针对式临夏电力变压器，封装和电阻的封装大小一样。

　　四、临夏电力变压器的分类

　　按照不同的方式临夏电力变压器的分类也有很多种，以下总结几类常见的

　　1.按材料分，有云母临夏电力变压器、电解临夏电力变压器、陶瓷临夏电力变压器、钽临夏电力变压器等不同类型;

　　2.按用途分，有临夏电力变压器、旁路临夏电力变压器、耦合临夏电力变压器、负载临夏电力变压器等;

　　3.按照极性分，有无极性临夏电力变压器、有极性临夏电力变压器。