高压陶瓷电容器持续充放电条件下的寿命研究

发布时间：2018-08-25 07:30

【摘要】：为了提高脉冲功率装置的使用寿命,研究了Sr Ti O3基高压陶瓷电容器在有10?负载和无负载两种条件下持续充放电过程中的使用寿命。详细分析了电容器使用寿命随着充电电压的增加而减小的原因,充电电压的增加会导致电容器充放电过程中陶瓷介质所受的电致应力和温度增加,从而加快了放电通道的发展和漏电流的增加,导致了电容器寿命的缩短。详细分析了放电回路负载的存在使电容器寿命增加的原因。放电回路负载的存在使得电容器温度增加变慢,从而减慢了电容器充放电过程中击穿的发展速度。在无负载持续充放电的条件下,要使电容器的充放电寿命增加到105次,充电电压需要减小到~70%额定电压;在有10?负载持续充放电的条件下,要使电容器的充放电寿命增加到105次,充电电压需要减小到~80%额定电压。
[Abstract]:In order to improve the service life of the pulse power device, the Sr Ti O3 based high voltage ceramic capacitor with 10? Service life of continuous charge and discharge process under load and no load. The reason why the service life of capacitor decreases with the increase of charging voltage is analyzed in detail. The increase of charging voltage will lead to the increase of the electric stress and temperature of ceramic dielectric in the process of charging and discharging of capacitor. Thus, the development of discharge channel and the increase of leakage current are accelerated, which results in the shortening of capacitor life. The cause of capacitor life increase due to the load of discharge loop is analyzed in detail. Because of the load of the discharge loop, the temperature of the capacitor increases slowly, which slows down the development of the breakdown during the charging and discharging of the capacitor. In order to increase the charge and discharge life of capacitors to 105 times, the charging voltage should be reduced to 70% rated voltage under the condition of constant charge and discharge without load. In order to increase the charge and discharge life of capacitors to 105 times, the charging voltage should be reduced to 80% rated voltage under the condition of continuous charge and discharge.
【作者单位】： 中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室;
【基金】：中国工程物理研究院质量与可靠性共性研究项目(2013JJC1004)
【分类号】：TM53

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 张小俊;电容器工作时的热效应[J];大学物理;2001年12期

2 林福昌,代新,徐智安,李劲,姚宗干;高储能密度电容器[J];强激光与粒子束;2003年01期

3 朱志芳,林福昌,戴玲;高储能密度陶瓷电容器的性能[J];强激光与粒子束;2004年10期

4 江伟华;;高重复频率脉冲功率技术及其应用:(3)磁开关的作用[J];强激光与粒子束;2012年06期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 李寅鑫;苏伟;刘娟;;异面结构GaAs光导开关耐压特性研究[J];传感器与微系统;2009年06期

2 金淑华;夏海平;章践立;;不同化学组分对CaCu_3Ti_4O_(12)介电陶瓷性能的影响[J];材料导报;2007年S3期

3 张建超;郭继芳;孟超;;高压电力电容器典型缺陷的静电场仿真研究[J];电源技术;2009年09期

4 罗君;杜军;唐群;董桂霞;;高储能密度玻璃-陶瓷电容器内电极的研究[J];电子元件与材料;2008年06期

5 张适昌;严萍;王珏;袁伟群;任成燕;邵涛;张东东;;民用脉冲功率源的进展与展望[J];高电压技术;2009年03期

6 张同意;石顺祥;赵卫;阮驰;朱少岚;;高效层叠平行板Blumlein脉冲产生器性能分析[J];光子学报;2007年06期

7 刘涛涌;陈国华;;高储能密度玻璃陶瓷材料的研究进展[J];材料导报;2012年13期

8 陈列尊,谭岳衡;“电容器工作时的热效应”再分析[J];衡阳师范学院学报(自然科学);2003年03期

9 苑金凯;党智敏;;高储能密度全有机复合薄膜介质材料的研究[J];绝缘材料;2008年05期

10 连恺;刘举鹏;封青梅;姚洪志;纪向飞;赵团;;火工品电磁脉冲发生器研究[J];火工品;2014年01期

相关会议论文 前3条

1 程时杰;;储能技术——一种在未来电气工程学科中可以发挥重要作用的技术[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年

2 张血琴;吴广宁;舒雯;曲衍宁;冉汉政;;高压储能电容器直流局部放电的提取与分析[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年

3 苑金凯;党智敏;;高储能密度全有机复合薄膜介质材料[A];第十届绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 张闯;金属板裂纹的电磁声发射信号检测与处理技术研究[D];河北工业大学;2011年

2 孙权;神光Ⅲ惯性约束聚变激光装置可靠性研究[D];国防科学技术大学;2005年

3 张血琴;高压储能电容器绝缘失效机理及测试技术的研究[D];西南交通大学;2007年

4 战佳宇;功能性聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年

5 姚胜红;碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电纳米复合材料的显微结构控制与介电性能的关联[D];北京化工大学;2009年

6 肖后秀;脉冲强磁场装置及脉冲平顶磁场实现方法的研究[D];华中科技大学;2009年

7 刘鸿;砷化镓光导开关的物理机理[D];电子科技大学;2010年

8 陈耀红;高储能密度金属化膜电容器应用性能及其影响因素研究[D];华中科技大学;2013年

9 陈耀红;高储能密度金属化膜电容器应用性能及其影响因素研究[D];华中科技大学;2013年

10 饶俊峰;基于固态开关的重复频率脉冲功率源的脉冲调制技术及其应用[D];复旦大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 李寅鑫;高功率GaAs光电导开关设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年

2 郭璐;无碱玻璃对(Ba,Sr)TiO_3储能陶瓷的制备与性能影响研究[D];武汉理工大学;2011年

3 石鑫;Ba_(0.95)Ca_(0.05)Zr_(0.2)Ti_(0.8)O_3基陶瓷的化学法制备与介电性能研究[D];武汉理工大学;2011年

4 朱君;玻璃陶瓷电容器内电极微观结构分析及电性能的研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

5 沃林军;脉冲功率源时序放电技术研究[D];南京理工大学;2011年

6 张天洋;金属化聚丙烯膜脉冲电容器过载特性研究[D];国防科学技术大学;2011年

7 钟征;神光-Ⅲ原型装置放大器系统关键元器件可靠性研究[D];国防科学技术大学;2003年

8 朱志芳;高储能密度陶瓷电容器电气性能的研究[D];华中科技大学;2005年

9 王效华;无功补偿电容器谐波过载问题的研究[D];郑州大学;2006年

10 邹勇;电容式调压脉冲功率电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 杨百屯;屠德民;刘耀南;;碰撞电离退陷阱化[J];电工技术学报;1991年02期

2 邓万婷,李劲,姚宗干,贺新全;膜电容器引线片处热击穿问题的研究[J];高电压技术;1998年01期

3 蒋渝,陈家钊,刘颖,涂铭旌;多层片式陶瓷电容器MLC研发进展[J];功能材料与器件学报;2003年01期

4 林福昌,代新,徐智安,李劲,姚宗干;高储能密度电容器[J];强激光与粒子束;2003年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;日本开发出超薄陶瓷电容器[J];江苏陶瓷;2009年06期

2 ;国外简讯[J];压电与声光;1983年05期

3 杜勤;陶瓷电容器电极以镍代银技术的研究[J];合肥工业大学学报;1985年03期

4 万荣根;交流陶瓷电容器的发展[J];电子元件与材料;1994年03期

5 ;陶瓷电容器的应用领域[J];世界电子元器件;1999年06期

6 陈维,刘庆峰,王德生,刘斌,陈寿田;工艺对陶瓷电容器耐压及局部放电性能的影响[J];高电压技术;2000年03期

7 刘健敏;陶瓷电容器材料分类探讨[J];江苏陶瓷;2001年01期

8 黄新友,陈志刚;组成对陶瓷电容器酚醛树脂包封料性能的影响[J];陶瓷学报;2001年03期

9 陈启光,吴俊义;应用田口质量工程于积层陶瓷电容器检验良率提升的研究[J];工业工程与管理;2002年05期

10 李标荣,庄严;再论半导体陶瓷电容器[J];电子元件与材料;2002年01期

相关会议论文 前10条

1 钟朝位;张树人;;还原气氛对表面层半导体陶瓷电容器介电性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

2 周晖;王晓慧;李龙土;桂治轮;;初始钛酸钡粒度对陶瓷电容器材料介电性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

3 陈维;;高压陶瓷电容器的局部放电特性研究[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年

4 王德生;杨士勇;刘斌;陈维;陈寿田;;包封层韧性对高压陶瓷电容器充放电寿命影响的研究[A];第八届全国绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2002年

5 王德生;杨士勇;刘斌;陈维;陈寿田;;界面粗糙化处理对高压陶瓷电容器充放电寿命影响[A];复合材料：生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年

6 幸建超;;稀土在镍电极片式陶瓷电容器中的应用[A];《IT时代周刊》2013年度论文集[C];2013年

7 陈维;;钛酸钡系高压陶瓷电容器高场强下的电介质损耗研究[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年

8 吴广州;王海龙;辛玲;秦丹丹;张锐;;包裹法制备BaTiO_3晶界层陶瓷电容器工艺研究[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会’2004学术交流会论文集[C];2004年

9 章士瀛;王艳;罗世勇;王守士;王振平;李言;;CCH型片式高压陶瓷电容器[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年

10 章仲涛;李静;王振平;章士瀛;;SEM二次电子成像在半导体陶瓷电容器研制中的应用[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年

相关重要报纸文章 前6条

1 一文;陶瓷电容器市场份额此消彼涨[N];中国电力报;2004年

2 ;陶瓷电容器国内市场需求强劲[N];中国电子报;2002年

3 杨阳腾;我国陶瓷电容器跻身国际水平[N];经济日报;2003年

4 ;降低产品成本 提高经济效益[N];中国电子报;2002年

5 本报记者 檬晓;村田：引领智能新生活[N];中国电子报;2011年

6 黄女瑛 DigiTimes;国巨有意步入电感领域[N];电子资讯时报;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴晓东;单层陶瓷电容器制备技术研究[D];电子科技大学;2011年

2 刘雅婷;高压陶瓷电容器及其电气性能研究[D];大连理工大学;2013年

3 吴思华;钛酸锶钡基高压陶瓷电容器材料的研究[D];江西理工大学;2009年

4 朱君;玻璃陶瓷电容器内电极微观结构分析及电性能的研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

5 赵正涛;高能密陶瓷电容器寿命特性及影响因素的研究[D];华中科技大学;2006年

6 吴小平;基于噪声的微波陶瓷电容器缺陷表征方法和软件研究[D];西安电子科技大学;2012年

7 王勇;高温X8R陶瓷电容器研究[D];电子科技大学;2012年

8 朱志芳;高储能密度陶瓷电容器电气性能的研究[D];华中科技大学;2005年

9 杨逢春;降低X7R陶瓷电容器烧结温度的研究[D];电子科技大学;2008年

10 李艳芝;NBT-BT二元系陶瓷电容器材料的制备与研究[D];沈阳工业大学;2009年

，

本文编号：2202183