tag 标签: 漏电流

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    2024-6-12 16:01
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    如何用数字源表快速扫描IC芯片的漏电流、DC参数等指标?
    芯片测试作为芯片设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤,是使用特定仪器,通过对待测器件DUT(DeviceUnderTest)的检测,区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离器件好坏的过程。其中直流参数测试是检验芯片电性能的重要手段之一,常用的测试方法是FIMV(加电流测电压)及FVMI(加电压测电流)。 传统的芯片电性能测试需要数台仪表完成,如电压源、电流源、万用表等,然而由数台仪表组成的系统需要分别进行编程、同步、连接、测量和分析,过程复杂又耗时,又占用过多测试台的空间,而且使用单一功能的仪表和激励源还存在复杂的相互间触发操作,有更大的不确定性及更慢的总线传输速度等缺陷,无法满足高效率测试的需求。 实施芯片电性能测试的最佳工具之一是数字源表(SMU),数字源表可作为独立的恒压源或恒流源、电压表、电流表和电子负载,支持四象限功能,可提供恒流测压及恒压测流功能,可简化芯片电性能测试方案。 此外,由于芯片的规模和种类迅速增加,很多通用型测试设备虽然能够覆盖多种被测对象的测试需求,但受接口容量和测试软件运行模式的限制,无法同时对多个被测器件(DUT)进行测试,因此规模化的测试效率极低。特别是在生产和老化测试时,往往要求在同一时间内完成对多个DUT的测试,或者在单个DUT上异步或者同步地运行多个测试任务。 基于普赛斯CS系列多通道插卡式数字源表搭建的测试平台,可进行多路供电及电参数的并行测试,高效、精确地对芯片进行电性能测试和测试数据的自动化处理。主机采用10插卡/3插卡结构,背板总线带宽高达 3Gbps,支持 16 路触发总线,满足多卡设备高速率通信需求;汇集电压、电流输入输出及测量等多种功能,具有通道密度高、同步触发功能强、多设备组合效率高等特点,最高可扩展至40通道。 使用普赛斯数字源表进行芯片的开短路测试(Open/Short Test)、漏电流测试(Leakage Test)以及DC参数测试(DC ParametersTest)。 开短路测试(Open-Short Test,也称连续性或接触测试),用于验证测试系统与器件所有引脚的电接触性,测试的过程是借用对地保护二极管进行的,测试连接电路如下所示: 漏电流测试,又称为Leakage Test,漏电流测试的目的主要是检验输入Pin脚以及高阻状态下的输出Pin脚的阻抗是否够高,测试连接电路如下所示: DC参数的测试,一般都是Force电流测试电压或者Force电压测试电流,主要是测试阻抗性。一般各种DC参数都会在Datasheet里面标明,测试的主要目的是确保芯片的DC参数值符合规范:
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    2022-5-11 06:33
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    全面了解铝电解电容 转载-- 硬件攻城狮 2022-01-02 14:24 1、前言 铝电解电容是目前除了陶瓷电容之外用得最广泛的电容品种了,因此,作为硬件工程师,必须熟练的掌握其特性。 笔者结合自身经验,通过查阅各种资料,针对硬件设计需要掌握的重点及难点,总结了此文档。通过写文档,目的是能够使自己的知识更具有系统性,温故而知新,同时也希望对读者有所帮助,大家一起学习和进步。 2、铝电解电容器概述 2.1、基本模型 电容器是无源器件,在各种电容器中,铝电解电容器与其他电容器相比,相同尺寸时,CV值更大,价格更便宜。电容器的基本模型如图所示。 静电容量计算式如下: 其中,为介电常数,S为两极板正对表面积,d为两极板件距离(电介质厚度)。 从式中可以看出:静电容量与介电常数,极板表面积成正比、与两极板间距离成反比。作为铝电解电容器的电介质氧化膜(Al2O3)的 介电常数通常为8~10 ,这个值一般不比其他类型的电容器大,但是,通过对 铝箔进行蚀刻扩大表面积 ,并使用电化学的处理得到更薄更耐电压的氧化电介质层,使铝电解电容器可以取得比其他电容器更大的单位面积CV值。 铝电解电容器主要构成如下: 阳极-----铝箔 电介质---阳极铝箔表面形成的氧化膜(Al2O3) 阴极-----真正的阴极是电解液 其他的组成成分包括浸有电解液的电解纸,和电解液相连的阴极箔。综上所述,铝电解电容器是有极性的非对称构造的元件。两个电极都使用阳极铝箔的是两极性(无极性)电容。 2.2、 基本构造 铝电解电容器素子的构造如图所示,由阳极箔,电解纸,阴极箔和端子(内外部端子)卷绕在一起含浸电解液后装入铝壳,再用橡胶密封而成。 2.3、材料的特性 铝箔是铝电解电容器主要材料,将铝箔设置为阳极,在电解液中通电后,铝箔的表面会形成氧化膜(Al2O3),此氧化膜的功能为电介质。 形成氧化膜后的铝箔在电解液中是具有整流特性的金属,就像是一个二极管,被称之为阀金属。 ①阳极铝箔 首先,为了扩大表面积,将铝箔材料置于氯化物水溶液中进行电化学蚀刻。然后,在硼酸铵溶液中施加高于额定电压的电压后,在铝箔表面形成电介质氧化层(Al2O3),这个电介质层是很薄很致密的氧化膜,大概1.1~1.5nm/V , 绝缘电阻大约为10^8~10^9Ω /m。 氧化层的厚度和耐压成正比 。 ②阴极铝箔 同阳极箔一样,阴极铝箔同样有蚀刻的程序,但是没有氧化的程序。因此,阴极铝箔表面只有少量的自然氧化形成的(Al2O3), 能承受的电压只有0.5V左右 。 ③电解液 电解液是由离子导电的液体,是真正意义上的阴极 ,起着连接阳极铝箔表面电介质层的作用。而阴极铝箔类似集电极一样起着连接真正阴极和内部电路的作用。电解液是决定电容器特性(温度特性,频率特性,使用寿命等)的关键材料。 ④电解纸 电解纸主要起着均衡电解液的分布并保持阴极箔和阳极箔间隔的作用。 2.4、制作过程 ①蚀刻(扩大表面积) 蚀刻的作用是扩大铝箔表面积。蚀刻是在氯化物溶液中施加交流或直流电流的电化学过程。 ②化成(形成电介质层) 化成是在阳极铝箔表面形成电介质层(Al2O3)的过程。一般将化成过的铝箔作为阳极使用。 ③裁剪 按照不同产品的尺寸要求将铝箔(阴极箔和阳极箔)和电解纸剪切为需要的尺寸。 ④卷绕 将阴极箔和阳极箔之间插入电解纸,然后卷绕成圆柱形,在卷绕工艺上阴极箔和阳极箔上连接端子。 ⑤含浸 含浸是将素子浸入电解液中的过程。电解液能对电介质层进一步修复。 ⑥密封 密封是将素子装入铝壳中后用封口材料(橡胶,橡胶盖等)密封的过程。 ⑦老化(再化成) 老化是对密封后的电容器在高温下施加电压的过程。这个过程能将裁剪和卷绕过程时 电介质层的一些受损进行修复 。 ⑧全检,包装 老化之后,将对所有产品进行电气特性检查。并进行端子加工,编带等。最后进行包装。 3、基本特性 3.1、静电容量 电极表面积越大,容量(储存电荷的能力)越大。铝电解电容器的静电容量值是在 20℃,120Hz /0.5V 的交流电条件下测试的值。 ①温度升高,容量也会升高;温度降低,容量也会降低。 ②频率越高,容量越小;频率越低,容量越大。 3.2、损耗角 电解电容等效电路如上图(忽略了绝缘电阻),当频率为120Hz(一般电容器标称的损耗角就是在此频率下测得的)时,频率相对等效串联电感L非常低,因此可以忽略L,损耗角模型如下图: 可以得到损耗角公式: 损耗角与温度的关系如下图,温度越高,损耗角越小。 在低温的时候,可以看到损耗角变大很多,在20℃时是0.05,在-40℃时是0.09,根据公式说明 ESR增大了接近1倍 。 3.3、漏电流 漏电流是铝电解电容器特性之一,当施加直流电压时,电介质氧化层允许很小的电流通过,这一部分小电流称为漏电流。理想的电容器是不会产生漏电流的情况(和充电电流不一样,即使电压恒定,这个电流也是持续存在的)。 漏电流会随时间而变化,如图所示、随时间而减小后会达到一个稳定值。因此,漏电流的规格值为20℃下施加额定电压一段时间之后所测量的值。 当温度升高时,漏电流增加 ;温度降低,漏电流减少施加的电压降低,漏电流值也会减少。 3.4、阻抗-频率曲线 根据模型,电容器的复阻抗为: 阻抗的模值: 画出阻抗-频率曲线如下图: 1/ωC是容抗,图中容抗的直线向下角成45°角。ωL是感抗、它的直线向右上角成45°角。R代表等效串联电阻。 在低频率区间,有频率依存性的电介质损失影响大,因而R曲线向下。在高频区间,电解液和电解纸的阻值占主导地位,不再受频率的影响,因而R值趋于稳定 。 4、普通铝电解电容参数 厂家一般都有各种系列的电解电容,低ESR的,长寿命的,高温的。而普通品是性能最低的,是最便宜的, 一般温度和寿命参数是85℃/105℃-1000h/2000h、本节这里说的也是这种铝电解电容 。 4.1、ESR参数 首先,一般厂家是不会直接给出普通铝电解电容的ESR值,但是会给出损耗角参数,此时的损耗角是在120Hz时的(损耗角与频率有关系)。 下面是几个品牌的最普通的铝电解电容100uF-16V的参数,按照上述方法计算得120Hz的ESR值如下表。 100uF-16V普通铝电解电容ESR值 品牌 温度-寿命 尺寸:直径*高度 纹波电流120Hz 损耗角20℃ ESR/120Hz( 计算值 ) 红宝石 85℃-2000h 6.3*5.5 86mA 0.18 2.39Ω 8*6.5 135mA 0.2 2.65Ω 绿宝石 85℃-2000h 5*11 164mA 0.2 2.65Ω 松下 85℃-1000h 6.3*5.4 70mA 0.26 3.84Ω 85℃-2000h 6.3*5.4 200mA 0.2 2.65Ω 尼吉康 85℃-2000h 6.3*n 86mA 0.19 2.52Ω 可以看到,如果容值和额定电压值确定,各个厂家的ESR相差不大 。 另外,也可以发现,封装(尺寸大小)不同,对ESR的影响不会太大,但是会影响纹波电流的大小,尺寸大,能更抗热,纹波电流自然也越大。 那么不同容量,不同电压的铝电解电容的ESR的大小是多少呢? 既然各家差不多,就以红宝石的为例,如下表 红宝石铝电解电容ESR@120Hz SEV标准系列 损耗角 0.5 0.35 0.26 0.2 0.16 0.14 0.12 0.12 0.1 额定电压 4V 6.3V 10V 16V 25V 35V 50V 63V 100V 10uF \ \ \ 26.5Ω 21.2Ω 18.55Ω 15.9Ω \ 13.25Ω 22uF \ 21.1Ω \ 12.1Ω \ 8.47Ω 7.26Ω 7.26Ω 6.05Ω 47uF 14.1Ω 9.87Ω \ 5.63Ω 4.52Ω 3.96Ω 3.39Ω 3.39Ω 2.83Ω 100uF 6.63Ω 4.64Ω 3.45Ω 2.65Ω 2.12Ω 1.86Ω 1.59Ω 1.59Ω 1.325Ω 220uF 3.01Ω 2.11Ω 1.57Ω 1.20Ω 0.96Ω 0.85Ω 0.72Ω 0.72Ω 0.60Ω 470uF 1.41Ω 0.987Ω 0.735Ω 0.563Ω 0.452Ω 0.396Ω 0.339Ω 0.339Ω 0.283Ω 1000uF \ 0.46Ω 0.345Ω 0.265Ω 0.212Ω 0.186Ω 0.159Ω \ \ 2200uF \ 0.211Ω 0.157Ω 0.12Ω 0.096Ω 0.085Ω \ \ \ 从上述表格也可以得出如下结论: ①容量越大,ESR值越小。 ②额定电压越大,ESR值越小。 需要说明的是这个ESR值是在120Hz情况下的,如果频率升高, ESR是会有所下降,看上一章节ESR与频率的曲线图,在100Khz大致下降到120hz的1/2-1/4( 这个比例数据很粗糙 )左右。 4.2、额定纹波电流 不同于MLCC陶瓷电容, 铝电解电容需要注意额定纹波电流,它是有效值, 不能超规格使用。铝电解电容的ESR相对比较大,因此,如果纹波电流比较大的话,内部发热严重,会导致电容器失效、因此每个制品都设定有额定的纹波电流。 额定纹波电流与封装大小和ESR值有关系 ESR越小,额定纹波电流越大。 封装越大,额定纹波电流越大。 因为电流纹波会造成自我温升,下表为各两种周围温度下的自我温升的△T界限值(一般情况,仅供参考) 周围温度 85℃以下 95℃ 105℃ △T界限值 15℃ 10℃ 5℃ 虽然有一些系列降低周围温度可以施加超过额定的纹波电流,但自我温升△T升高的话,寿命就会变短 。△T在各种周围温度下都有其规定界限值,请在使用中不要超过其界限值。 自我温升△T 计算公式如下: Io:在工作上限温度时的使使用频率系数修正后的额定纹波电流Arms。 Ix:实际使用时的纹波电流Arms。 △To:叠加额定纹波电流时的自我温升。 普通铝电解电容标称的额定纹波电流是在 120Hz 的值,那其它频率额定电流纹波值是怎么样的呢?一般厂家会在规格书给出一个 纹波电流频率校正系数 。 以红宝石为例,如下表 红宝石普通铝电解电容-额定纹波电流矫正系数 容值\频率 60Hz(50HZ) 120Hz 500 1KHz 10KHz≤ 0.47~1uF 0.50 1 1.20 1.30 1.50 2.2~4.7uF 0.65 1 1.20 1.30 1.50 10~47uF 0.80 1 1.20 1.30 1.50 100~1000uF 0.80 1 1.10 1.15 1.20 2200~10000uF 0.80 1 1.05 1.10 1.15 举例:规格书中红宝石100UF-16V的铝电解电容在120Hz的额定纹波电流是135mA,那么在10Khz条件下额定纹波电流是多少呢? 答:查表得矫正系数是1.2,所以在10KHz纹波电流 Irms =135mA*1.2=162mA。 5、高品质铝电解电容 这里高品质铝电解电容是相对普通铝电解电容来说的,在一些特殊的场合,普通铝电解电容并不能满足我们的要求。实际上,铝电解电容厂家通常会提供多个系列的型号,高品质的主要分为3类: 高耐温化、长寿命化、低阻抗化 。 如下图为松下的铝电解电容列表。 高寿命的可以达到5000h,高温的可以达到125℃。 低阻的铝电解电容会是多低呢?几个品牌对比如下表。 低阻与普通铝电解电容对比(100uF-16V) 品牌 普通品( 120Hz ) 低阻系列( 100Khz ) 松下 2.65Ω 0.36Ω 尼吉康 2.52Ω 0.36Ω 台湾 Lelon 2.26Ω 0.44Ω 如此看来, 同规格各个厂家低ESR铝电解电容,ESR值相差不大,都为标准(120Hz)的七八分之一左右,但是如果同为100Khz频率下,差异就没这么大了,可能也就是下降一半 。 6、异常电压 施加异常电压会引起电容器内部发热和产生气体而导致内部压力上升,压力上升会导致开阀或电容器损坏失效。 6.1、过大电压 施加高于额定电压的电压会引起阳极箔的化学反应(形成电介质)导致漏电流迅速增加,从而产生热量和气体,内部压力因此也会升高。 这种化学反应会随着电压,电流,环境温度的升高而加快。随着内部压力增加,电容器会开阀或损坏失效。也可能会导致电容器容量降低,损失角和漏电流增加,从而会导致电容器短路。 6.2、反相电压 施加反相电压会引起电容器阴极箔的化学反应,同施加过大电压一样会导致漏电流迅速增加,电容器内部会产生热量和气体而引起内压升高。 这种化学反应会随着电压,电流,环境温度的升高而加快。同时静电容量减少,损失角增大,漏电流增加。 施加大概1V的反相电压会导致容量减少;施加2V-3V的反相电压会导致容量减少,损失角增加/或者漏电流增加而缩短了电容器的寿命。如果施加更大的反相电压会导致开阀或电容器损坏 。 7、再起电压 给铝电解电容器充电、让其端子间短路,再将短路线路打开放置一段时间过后,两端子间的电压会发生再次上升的现象。此时的电压叫 再起电压 。 给电介质施加电压后,电介质内部发生电气变化,电介质表面带有施加的电压和正负反向电荷。(极化作用)因为极化作用的速度,有快慢之分,施加电压后、把端子间的电压放至 0V、打开线路后放置,分极反应慢的电位在端子间产生再起电压。 再起电压的时间变化如图所示,两端子间打开后约10~20天后达到峰值,再渐渐降低。另外,大型品(螺丝端子型、基板自立型)的再起电力值有变大的倾向。 再起电压发生后,意外的让两端子间短路的话,打火会给生产线作业人员带来恐怖感、电路的 CPU、存储器等低电压驱动素子也有被破坏的危险。作为防止办法,请在使用前用 100~1K欧左右的电阻 对所积蓄的电荷进行放电。 8、铝电解电容寿命 8.1、寿命的计算原理 铝电解电容器的寿命、一般受电 解液通过封口向外蒸发的现象的影响 、表现为静电容量的减少、损失角正切值的增大。 电解液的蒸发速度和温度的关系用阿雷尼厄斯定律表示: k为:化学反应速度 A:频度因子 E:活性化能量 R:气体常数 T:温度 这个公式说明了化学反应速度(电解液损失的速度)与温度呈对数的关系。而温度由铝电解电容环境温度,纹波电流两者决定,因此, 环境温度 和 纹波电流 决定了铝电解电容的使用寿命 。 铝电解电容实际使用寿命公式如下(不同电容有些差别,仅供参考): Lx为使用寿命。 Lo为保证寿命值(规格书中宣称的寿命)。 To为最高工作温度(规格书中温度上限)。 Tx 为实际环境温度,铝电解电容实际环境温度。 很容易得出: 电容工作温度每升高10℃,电容寿命减小一倍 8.2、寿命计算举例 在线计算寿命网站(尼吉康): https://www.cn-nichicon.com/products/lifetime/ 普通品UWX系列 部分来自 | 硬件工程师炼成之路
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    2022-5-10 06:54
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    转载发布时间:2019-4-26 作者:上海工品实业有限公司 电解电容的纹波电流与电压,漏电流和绝缘电阻 铝电解电容器纹波电流和纹波电压,在有的资料中称作涟波电流和涟波电压。 纹波电流通常是指加在电解电容上的电压(直流偏压)中的交流成分引起的电流。若加在电解电容上的电压没有直流偏压,则纹波电流就等于流过电容的交流电压。在纹波电流的影响是引起电解电容发热。所以评价纹波电流有两种方法,一种是测量电容的温升,另外一种是测量纹波电流本身纹波电压等于纹波电流与ESR的乘积。当纹波电流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,纹波电压也会成倍提高。换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。 额定纹波电流是在最高工作温度条件下定义的数值。而实际应用中电容的纹波承受度还跟其使用环境温度及电容自身温度等级有关。规格书目通常会提供一个在特定温度条件下各温度等级电容所能够承受的最大纹波电流。甚至提供一个详细图表以帮助使用者迅速查找到在一定环境温度条件下要达到某期望使用寿命所允许的电容纹波量。 此电流关系到电解电容的带载温升,在电容寿命计算时候,在不测量电解电容中心点温度的情况下,可以通过此纹波电流来估计电容的设计寿命。 加电压时电解电容器内怕通过的电流,以及按这一电流及电压算出来的绝缘电阻,都与一系列的因素有着很大关系。 决定电解电容漏电流及绝缘电阻的最为重要的工艺因素有:阳极片的金属纯度、配制工作电解质用的试剂、氧化膜形成有方法及规范,以及工作电解质的成分和粘度等等 正如其它类型的电容器一样,电解电容的漏电流及绝缘电子,决定于温度,所加电压大小,以及自加电压暖意所历经的时间,并且在电解电容内部,对后两种因素的依赖关系,较之其它类型电容器更为明显。 电解电容不同于其它介质的电容器,基漏电流及绝缘电阻与未接电压贮存所历经的时间,有着很大的关系。 漏电流测量:通入直流电压10分钟后,测量通过电容的直流电流为漏电流 由于电解电容的漏电流和绝缘电阻与电压及时间有着很大的关系,所以为明确起见,通常以连接直流额定工作电压10分钟之后,确定的漏电流值和绝缘阻值来表示这类电容的特性。 虽然目前在电解电容生产中采用的是极纯的材料及试剂,而且在形成工艺及工作电解质选择方面,又由于长时间的生产经验,获得了相当大的进步,但电解电容的绝缘电阻仍相当低,同其它介质的电容器的绝缘电阻比较起来,还是着得很多。 在电解电容器上加以额定工作电压时,在最初几十秒钟内,漏电流迅速减小。漏电流下降速度随时间而逐渐减小,但在几十分钟内,仍可发现这种漏电流在缓慢减少 上海工品实业有限公司 | 版权所有 转载请注明出处
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    2015-9-12 23:20
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    漏电流的客观分析:最佳衰减效果和最小 漏电流之间如何权衡?   1、 EMC 的一般特性和 滤波器 的功能原理          电气设备在其电磁环境中必须能正常运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰。这种能力被称作电磁兼容性。我们将电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰包括对称和不对称干扰( 也称作差模干扰和共模干扰)。对称干扰在相线和中线之间流动,而不对称干扰在相线、中线对地线之间流动。造成这些干扰的原因包括网络交换机、变频器、处理器、 电子 产品或电气设备中的切换操作、 电动机 控制等。        采用X 电容 可降低对称干扰。就降低不对称干扰而言, 电流 补偿扼流圈用于低干扰频率,Y电容用于高干扰频率。   这些Y电容连接于相线、中线和地线之间,并将不对称干扰从相线、中线传导至地线,从而产生漏电流(参见图1)。电容越大,衰减效果越好,漏电流也就相应地越高。                            图1:不对称干扰的泄漏 2、可保证设备安全运行的限流值     设备或装置的寄生耦合电容和长电源线都会导致滤波器的漏电流。它们将导致漏电流总量流经接地线,引发安全风险。接地线的 电阻 抗越高,使用者面临的安全风险越大。如果一个人碰触了具有破损接地线的设备或者该设备未接地线(这种情况在国内最为常见),漏电流将流经人体到达大地(参见图2)。                  图2:漏电流在破损接地导线中的路径 另一方面,由于漏电流过高,任何连入建筑物网络的剩余电流断路器(漏电保护器)都会影响设备的可靠运行。这些剩余电流断路器会对流入接地线的电流进行检测,一旦电流超过一定的限流值,电源电压就会断开。因此,漏电流限流值能够使设备可靠运行,并确保甚至是在接地线破损时,仍不会有人受伤。 3、 对产品开发商的要求         设备和装置制造商必须确保其产品满足漏电流和电磁兼容性的相关要求。然而其目的是相互冲突的。通常情况下,可以满足这两种基本条件,且无需采用任何特殊措施。然而,重要的是,我们必须了解,我们涉及的是电压领域,若滤波效果良好,高漏电流会自动生成。 4、滤波器漏电流规范存在的问题         滤波器制造商会在其数据表中对漏电流加以说明,一般给出 的漏电电流测试值是在AC230V或250V条件下测试值。如果未给出漏电流值,在得知Y电容容值的前提下可以估算出漏电流值,例如一额定电压AC220V,频率50Hz,Y电容容值I Leak =250/Xc (其中Xc=1/2πfc,Xc表示电容容抗,f表示工作频率,c就是Y电容值)。 然而,IEC滤波器标准并没有对如何执行规范做出规定,从而造成了这样一种现状: 不同的制造商没有义务采用相同的方法测定漏电流。因此,各制造商提供的数据没有直接可比性。另一方面,设备标准如办公室设备标准IEC 60950、医疗设备标准60601- 1或家用设备标准IEC 60335-1详细规定了门限值和确定门限值应采用的方法。因此,设备和装置制造商面临着遵守管理其产品的标准的问题,同时不得不试图对各滤波器制造商进行评估,并有所保留地对比制造商提供的有关漏电流的信息。可使用计算模型来测定漏电流。这些模型都基于理想化条件。这样一来,电容和电网电压公差就被纳入考量,而寄生效应却被忽略。然而,当与计算中使用的相对较高的公差进行对比时,理想模型中采用化简所导致的误差可以忽略不计。因此, 电容器 的电容公差规定为+/-20%,而在现实中,相关经验显示电容公差实际上更小。测定漏电流后,单相滤波器和三相滤波器之间必须做出区分。     5、单相滤波器的漏电流         就单相滤波器而言,假设中线和接地线处于同一电势。为此,图3中显示的滤波器电路得以简化,并被图4中的替代电路所代表。                    图3:单相滤波器内的电容器网络 图4:测定最大漏电流的简化电路图 现在漏电流的测定可以更加容易: 预计出现最大漏电流的条件是电网电压公差为+10 %,电容公差为+20%,以及电网频率为60Hz。 6、三相滤波器的漏电流   假设负载对称且平衡,理想的三相滤波器甚至在遭受最大不对称干扰情况下都不会产生漏电流。图5为Y电容在三相滤波器中的截面图。 图5:三相滤波器中的Y电容 然而,在现实中,出于下列原因,三相滤波器的负载一直处于失衡状态:  - Y电容的公差 - 供电网络失衡 - 非对称负载 - 不理想的元件配置造成滤波器的不对称。 在三相滤波器中,漏电流的各相向量之和,形成了产生放电的电流(参见图6)。 图6:三相滤波器各相漏电流之和的测定 7、漏电流分类         为将漏电流的各类要求纳入考量,制造商对其产品进行了分类。于是, 市场上出现了针对标准应用、医疗应用、工业应用等的滤波器。由于病人会直接接触设备,正是由于这样,医疗领域对漏电流要求更多。为保持门限值,多数情况下不采用或采用少量Y电容器。市场上针对医疗设备的应用推出的开关电源走的是同样的路子。所以再遇到供应商吹嘘他们的滤波器或开关电源漏电流多么小的时候,你可以适当得提醒他:你们只是拿掉了Y电容或改小了容值,仅此而已。 然而,没有相应的标准规定漏电流的级别、名称以及适用的相应门限值。虽然如此,这个领域可帮助用户能够迅速找到适合其应用的产品。     PS:本文转载至电子工程网,个人认为写得比较精彩、分析透彻到位,尤其推荐医疗仪器行业电子工程师阅读,我对部分内容做了少量修改,并用黑体标注了重点。   原文地址连接 http://www.eechina.com/thread-152396-1-1.html      
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    2011-12-14 18:41
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    在测量尺寸较小样本时,样本安装基底可能会成为测量误差的主要来源,这是其体积和表面电阻率造成的。通过(可能被污染的)基底表面阻止 漏电流 的方法是,使用两个分开的绝缘片,而不是将样本放置在一个绝缘片上。为了简化对不同尺寸小型样本的测试,安装硬件应当包括测微螺旋,以调整两个 绝缘片 之间的缝隙宽带。 When characterizing small samples, the substrate on which thesample is mounted can become a significant source of measure-ment error, as result of both its volume and surface resistivity.The obvious way to prevent any leakage current through a (pos-sibly contaminated) substrate surface is to use two insulator plates separated by a gap, rather than placing the sample on asingle plate. To simplify testing small samples of various sizes,the mounting hardware should include a micrometer screw toadjust the width of this gap.   图2: 使用液体镓(不会弄湿大多数材料)可以对同一晶体的不同方向进行测量。为了避免造成漏电流,样本要放置到两个蓝宝石片构成的间隙中。   Figure 2: Using liquid gallium, which doesn’t wet most materials, allows measuring conductivity in different directions on thesame crystal. To avoid creating leakage currents, the sample is placed on a gap formed by two sapphire plates.       了解更多信息      要想了解有关 6517A 型静电计 / 高阻表 或者吉时利其他系列数字源表的更多信息,请点击http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/highresistance/6517a,或者联系吉时利公司:全国免费电话800-810-1334手机用户请拨打440-650-1334。 登录吉时利官方微博(http://weibo.com/keithley)与专家进行互动。      如何避免输入端加入过高的电压时损坏仪器的输入电路?http://www.keithley.com.cn/llm/a/13.html 绝缘片http://www.keithley.com.cn/llm/a/30.html 6517A型静电计/高阻表http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/highresistance/6517a
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    音响电源平滑滤波用铝质电解电容选型问答电子元件技术网www.cntronics.com音响电源平滑滤波用铝质电解电容选型问答电容器(capacitor)在音响组件中被广泛运用,滤波、反交连、高频补偿、直流回授…随处可见。但若依功能及制造材料、制造方法细分,那可不是一朝一夕能说得明白。所以缩小范围,本文只谈电解电容,而且只谈电源平滑滤波用的铝质电解电容。每台音响机器都要吃电源─除了被动式前级,既然需要供电,那就少不了「滤波」这个动作。不要和我争,采用电池供电当然无必要电源平滑滤波。但电池充电电路也有整流及滤波,故滤波电容器还是会存在。我们现在习用的滤波电容,正式的名称应是:铝箔乾式电解电容器。就我的观察,除加拿大SonicFrontiers真空管前级,曾在高压稳压线路中选用PP塑料电容做滤波外,其它机种一概都是采用铝箔乾式电解电容;因此网友有必要对它多做了解。面对电源稳压线路中担任电源平滑滤波的电容器,你首先想到的会是什麽?─容量?耐压?电容器的封装外皮上一定有容量标示,那是指静电容量;也一定有耐压标示,那是指工作电压或额定电压。工作电压(workingvoltage)简称WV,为绝对安全值;若是surgevoltage(简称SV或Vs),就是涌浪电压或崩溃电压;,超过这个电压值就保证此电容会被浪淹死─小心电容会爆!根据国际IEC384-4规定,低於315V时,Vs=1.15×Vr,高於315V时,Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪电压,Vr是额定电压(ratedvoltage)。电容器的电荷能量是以Q=CV来表示,Q是库伦,C是静电容量,V是电压;故当电压值不变时,加大静电容量就能增高电荷能量。请注意,电容器的容量单位应是F……
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    开关电源中选取滤波电容的三个主要参数电子元件技术网www.cntronics.com开关电源中选取滤波电容的三个主要参数许多电子设计者都知道滤波电容在电源中起的作用,但在开关电源输出端用的滤波电容上,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在工频电路中用作滤波的普通电解电容器,其上的脉动电压频率仅有100赫兹,充放电时间是毫秒数量级,为获得较小的脉动系数,需要的电容量高达数十万微法,因而一般低频用普通铝电解电容器制造,目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性,要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗,同时,对于电源内部,由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声,亦能有良好的滤波作用,一般低频用普通电解电容器在10千赫左右,其阻抗便开始呈现感性,无法满足开关电源使用要求。开关稳压电源专用的高频铝电解电容器,它有四端个子,正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝片的两端也分别引出作为负极。稳压电源的电流从四端电容的一个正端流入,经过电容内部,再从另一个正端流向负载;从负载返回的电流也从电容的一个负端流入,再从另一个负端流向电源负端。因为四端电容具有良好的高频特性,它为减小输出电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。高频铝电解电容器还有多芯的形式,它将铝箔分成较短的若干小段,用多引出片并联连接以减小容抗中的电阻成份,同时,采用低电阻率的材料并用螺杆作为引出端子,以增强电……