电容器的DF值计算方法

电容器工作时因发热而消耗能量的大小,如何来衡量?
作为衡量电容器品质优劣的重要指标之一,它就是电容损耗因数dissipation factor(df),有时也叫d值,一般用损耗角正切tanδ表示。
由于电容器损耗的存在,使加在电容器上的正弦交流电压,与通过电容器的电流之间的相位差不是π/2 ,而是稍小于π/2 ,形成了偏离角δ。δ称为电容器的损耗角,如图所示
电容损耗角
d=tanδ=有功功率/无功功率=电容损耗功率/储存功率=r/|x|,r表示电容阻抗z的实部,|x|表示虚部。
理想电容,相位角是π/2,阻抗z为1/jωc,由于实部为0,所以tanδ = 0.
可电容实际还存在着寄生参数,如图所示
实际电容等效图
所以实际电容阻抗为
df值计算
由于漏电阻rp的阻抗一般都比较大,当rp无穷大或>>l(esl)、rs (esr)和c的容抗时可以忽略,得到
忽略漏电阻影响简化公式
如果信号频率远远小于电容自谐振频率,则xc >>xl , 即x l 可以忽略,则公式进一步简化
忽略esl影响简化公式
因此esr、esl 和漏电阻都影响着d值。d值越小,电容损耗越小,电容质量越好。要减小d值,就需要选择esr较小的电容。
df值还决定着另一个参数q(品质因素)。q值用来表示高频领域电容器性能的指标。而
d = tanδ=1/q 则 q = 1/d ,q值与d值之间互为倒数关系。
q值愈大 , 表示该电容组成的电路或网络的选择性愈佳;
q值越高,损耗越小,效率越高;
q值越高,谐振器的频率稳定度就越高,就能够更准确。
反而言之,就要求高频领域所使用电容的d值要小。
那么如何获得电容器的df值?
一般电容厂家提供的datasheet都能查到所生产电容的df值。
另外可以用到lcr电桥测量,就能轻易测量出某个电容器的df值。

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