陶瓷电容器的绝缘电阻

mlcc1 · 发表于 2015-7-22 11:54

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陶瓷电容器的绝缘电阻表示当在电容器端子之间施加直流电压 (无纹波)时，在设定时间 (比如60秒) 之后施加电压和漏电流之间的比率。当一个电容器绝缘电阻的理论值无穷大时，因为实际电容器的绝缘电极之间的电流流量很小，实际电阻值是有限的。上述电阻值称为"绝缘电阻"，并用兆欧[MΩ]和欧法拉[ΩF]等单位表示。

绝缘电阻值的性能

当直流电压直接施加在电容器后，突入电流 (也称充电电流) 的流量如下图1所示。随着电容器逐渐被充电，电流呈指数降低。

图1

电流I (t) 随时间的增加而分为三类 (如方程 (1) 所示)，即充电电流Ic (t)、吸收电流Ia (t) 和漏电电流Ir。

I (t)=Ic (t)+Ia (t)+Ir 方程 (1)

充电电流表明电流通过一个理想的电容器。与充电电流相比，吸收电流有一个延迟过程，并且在低频范围内伴随有介电损耗、造成高介电常数电容器 (铁电性电容器) 极性相反并在陶瓷与金属电极界面上发生肖特基障垒。

漏电电流是在吸收电流的影响降低后，在一定阶段出现的常数电流。

因此，下述电流值随施加在电容器上的时间电压量而变化。这意味着，只有在指定电压用途下的定时测量才能确定电容器的绝缘电阻值。

绝缘电阻值

绝缘电阻值以兆欧[MΩ]或欧姆法拉[ΩF]等单位表示。
其规定值随电容值而改变。该值用标称电容值和绝缘电阻的乘积 (CR的乘积) 来表示。例如: 当绝缘电阻在10,000MΩ以上时，电容为0.047μF或更小，当绝缘电阻为500ΩF时，其值大于0.047μF。

绝缘电阻值的保证

性能	性能（1）	性能（2）
标准数值	静电容量C≦0.047μF・・・10000MΩ以上 C＞0.047μF・・・500ΩF以上	50ΩF以上
测试条件	测量电压･･･额定电压充电时间･･･2分钟测量温度･･･常温充放电电流･･･50mA以下	测定电压･･･额定电压充电时间･･･1分钟测定温度･･･常温充放电电流･･･50mA以下

计算公式范例
为1μF时

性能（1）的绝缘电阻值

"=500ΩF/1*10[sup]-6[/sup]F"
"=500Ω/1*10[sup]-6[/sup]"
"=500Ω*10[sup]6[/sup]"
"=500MΩ以上"

性能（2）的绝缘电阻值
"=50ΩF/1*10[sup]-6[/sup]F"
"=50Ω/1*10[sup]-6[/sup]"
"=50Ω*10[sup]6[/sup]"
"=50MΩ以上"

代表容量值	性能（1）绝缘电阻值	性能（2）绝缘电阻值
1μF	500MΩ以上	50MΩ以上
2.2μF	227MΩ以上	22.7MΩ以上
4.7μF	106MΩ以上	10.6MΩ以上
10μF	50MΩ以上	5MΩ以上
22μF	-	2.27MΩ以上
47μF	-	1.06MΩ以上
100μF	-	0.5MΩ以上

如上表所示，电容值越高，其绝缘电阻值越低。
其原因解释如下: 考虑到独石陶瓷电容器可以看作是一个导体，根据施加在其上的电压和电流，利用欧姆定律可以计算出绝缘电阻。

绝缘电阻值R可以用方程 (2) 表示，导体的长度为L，导体的横截面面积为S，电阻率为ρ。
R=ρ • L/S 方程 (2)

同样，电容量C可以用方程 (3) 表示，独石陶瓷电容器两个电极之间的距离 (电介质厚度) 用L表示，内部电极的面积用S表示，介电常数为ε。
C ∝ ε • S/L 方程 (3)
方程 (4) 由方程 (2) 和方程 (3) 得出，由方程 (4) 可知R与C成反比。
R ∝ ρ • ε/C 方程 (4)

绝缘电阻越大表明直流电压下的漏电电流越小。一般情况下，绝缘电阻值越大，电路的精确性越高。

从无到有|国内MLCC电容构建产业新格局 http://www.mlcc1.com/news/24.html