電容器工作時因發熱而消耗能量的大小,如何來衡量?
作為衡量電容器品質優劣的重要指標之一,它就是電容損耗因數dissipation factor(DF),有時也叫D值,一般用損耗角正切tanδ表示。
由于電容器損耗的存在,使加在電容器上的正弦交流電壓,與通過電容器的電流之間的相位差不是π/2 ,而是稍小于π/2 ,形成了偏離角δ。δ稱為電容器的損耗角,如圖所示
電容損耗角
D=tanδ=有功功率/無功功率=電容損耗功率/儲存功率=R/|X|,R表示電容阻抗Z的實部,|X|表示虛部。
理想電容,相位角是π/2,阻抗Z為1/jωc,由于實部為0,所以tanδ = 0.
可電容實際還存在著寄生參數,如圖所示
實際電容等效圖
所以實際電容阻抗為
DF值計算
由于漏電阻Rp的阻抗一般都比較大,當Rp無窮大或>>L(ESL)、Rs (ESR)和C的容抗時可以忽略,得到
忽略漏電阻影響簡化公式
如果信號頻率遠遠小于電容自諧振頻率,則Xc >>XL , 即X L 可以忽略,則公式進一步簡化
忽略ESL影響簡化公式
因此ESR、ESL 和漏電阻都影響著D值。D值越小,電容損耗越小,電容質量越好。要減小D值,就需要選擇ESR較小的電容。
DF值還決定著另一個參數Q(品質因素)。Q值用來表示高頻領域電容器性能的指標。而
D = tanδ=1/Q 則 Q = 1/D ,Q值與D值之間互為倒數關系。
Q值愈大 , 表示該電容組成的電路或網絡的選擇性愈佳;
Q值越高,損耗越小,效率越高;
Q值越高,諧振器的頻率穩定度就越高,就能夠更準確。
反而言之,就要求高頻領域所使用電容的D值要小。
那么如何獲得電容器的DF值?
一般電容廠家提供的datasheet都能查到所生產電容的DF值。
另外可以用到LCR電橋測量,就能輕易測量出某個電容器的DF值。
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