CN117454821B - 一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统 - Google Patents

一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统，该方法包括：确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型；检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。本发明解决了陶瓷电容器在使用过程中受到杂波的频率过高时，会导致陶瓷电容器内部产生较大的内生热，严重时热量会导致陶瓷电容器温度很高，烧毁陶瓷电容器的问题。

Description

一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统
技术领域
本发明涉及陶瓷电容器技术领域，具体是一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统。
背景技术
陶瓷电容器是电子电路中应用非常常见的电子元件之一，由于陶瓷电容器在不同频率时表现出来的特性不同，因此其产生的内生热以及对环境温度所形成的影响也不同，且陶瓷电容器对用电频率比较敏感，陶瓷电容器在使用过程中可能会受到杂波的影响，如果杂波的频率过高时，将会导致陶瓷电容器内部产生较大的内生热，严重时热量会导致陶瓷电容器温度很高，烧毁陶瓷电容器，甚至导致电器起火，造成火灾。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提出了一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法及系统，目的在于解决陶瓷电容器在使用过程中受到杂波的频率过高时，会导致陶瓷电容器内部产生较大的内生热，严重时热量会导致陶瓷电容器温度很高，烧毁陶瓷电容器的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，包括以下步骤：
步骤S1：确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
步骤S2：根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
步骤S3：基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
步骤S4：检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
步骤S5：当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
优选地，在步骤S2中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。
优选地，在步骤S5中，还包括以下步骤：
当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
本申请的另一方面提供了一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，所述系统包括：
确定模块，用于确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
第一计算模块，用于根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
构建模块，用于基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
检测模块，用于检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
第二计算模块，用于当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
优选地，在第一计算模块中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。
优选地，还包括第三计算模块，所述第三计算模块用于当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本方案中通过构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，并根据检测的待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升，能够计算出施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率，便于电子工程师在电子电路设计时更好地控制施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率的范围，从而保证待测陶瓷电容器的温升保持在正常范围内，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。
附图说明
图1是一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，包括以下步骤：
步骤S1：确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
步骤S2：根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
步骤S3：基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
步骤S4：检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
步骤S5：当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
本方案的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，如图1所示，第一步是确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，本实施例中，通过选择能调节电频率的陶瓷电容器测试仪和带热电偶的温度计，使用该陶瓷电容器测试仪调节大量不同的电频率，并且使用带热电偶的温度计测量不同的电频率下该陶瓷电容器周围的环境温度和表面的温度，有利于后续计算不同的电频率下该陶瓷电容器的表面温升。第二步是根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，具体的，通过计算陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，有利于后续结合对应的电频率，总结出陶瓷电容器表面温升与电频率之间的联系。第三步是基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下： 其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数，具体地，陶瓷电容器的比值系数K的取值根据陶瓷电容器规格的不同而不同。通过陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型的构建，便于电子工程师在设计电子电路时快速地计算出合适电子电路设计的陶瓷电容器表面温升或频率，选用正确的陶瓷电容器及准确使用用电频率作为参考。第四步是检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升，本实施例中，额定频率可以看作常用频率，在常用频率下，待测陶瓷电容器内部产生的热量是正常的，因此，通过检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升，有利于后续计算待测陶瓷电容器施加的频率。第五步是当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率，一种实施例中，假设一待测陶瓷电容器的规格为Y5R-1000pF-1KV，取K为1，其额定频率为30KHz，取Fii1为30KHz，在额定频率下该待测陶瓷电容器的温升不高于15℃，取Ti-1为15℃，在待测陶瓷电容器使用过程中，可能受到杂波的影响，电子工程师在设计电子电路时希望待测陶瓷电容器的温升能够控制在30℃，取Ti为30℃，因此，在已知K为1、Fi-1为30KHz、Ti-1为15℃以及Ti为30℃的情况下，代入陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式，求出施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率Fi为60KHz。电子工程师通过控制施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率不超过60KHz，能够保证待测陶瓷电容器的温升保持在30℃及其以下，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。进一步说明，当待测陶瓷电容器的温升超过30℃，则证明施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率超过了60KHz，这样方便电子工程师寻找杂波的频率超过60KHz的原因。
本方案中通过构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，并根据检测的待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升，能够计算出施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率，便于电子工程师在电子电路设计时更好地控制施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率的范围，从而保证待测陶瓷电容器的温升保持在正常范围内，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。
优选的，在步骤S2中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。
本实施例中，在计算陶瓷电容器在不同频率下的表面温升的过程中，需要考虑陶瓷电容器在不同频率下测试周围环境温度和实时表面温度的因素。
优选的，在步骤S5中，还包括以下步骤：当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
本实施例中，除了通过陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型计算陶瓷电容器施加的频率外，当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，还可以计算待测陶瓷电容器表面温升，通过计算当前待测陶瓷电容器表面温升，让电子工程师在电子电路设计时更好地控制待测陶瓷电容器表面温升在正常范围内，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。
本申请的另一方面提供了一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，所述系统包括：
确定模块，用于确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
第一计算模块，用于根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
构建模块，用于基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
检测模块，用于检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
第二计算模块，用于当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
本方案的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，通过确定模块、第一计算模块、构建模块、检测模块和第二计算模块的相互配合，能够计算出施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率，便于电子工程师在电子电路设计时更好地控制施加在待测陶瓷电容器上杂波的频率的范围，从而保证待测陶瓷电容器的温升保持在正常范围内，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。
优选的，在第一计算模块中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。本实施例中，在计算陶瓷电容器在不同频率下的表面温升的过程中，需要考虑陶瓷电容器在不同频率下测试周围环境温度和实时表面温度的因素。
优选的，还包括第三计算模块，所述第三计算模块用于当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
本实施例中，通过设置第三计算模块，能够计算出当前待测陶瓷电容器表面温升，让电子工程师在电子电路设计时更好地控制待测陶瓷电容器表面温升在正常范围内，防止陶瓷电容器内部的热量过高，导致陶瓷电容器的烧毁。
此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
步骤S2：根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
步骤S3：基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
步骤S4：检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
步骤S5：当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
2.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，其特征在于：在步骤S2中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。
3.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，其特征在于：在步骤S5中，还包括以下步骤：
当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
4.一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，其特征在于：使用如权利要求1-3任意一项所述基于陶瓷电容器温升的用电频率计算方法，所述系统包括：
确定模块，用于确定陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度；
第一计算模块，用于根据陶瓷电容器在不同频率下的环境温度和表面温度，计算得到陶瓷电容器在不同频率下的表面温升；
构建模块，用于基于陶瓷电容器在不同频率下的表面温升，构建陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，其中，陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型表达式如下：
其中，Ti表示在第i个频率点时陶瓷电容器的表面温升值；Fi表示第i个频率点时陶瓷电容器的频率值；K表示陶瓷电容器的比值系数；n表示频率点的总个数；
检测模块，用于检测待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升；
第二计算模块，用于当待测陶瓷电容器表面温度发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器施加的频率。
5.根据权利要求4所述的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，其特征在于：在第一计算模块中，陶瓷电容器在不同频率下的表面温升具体的计算公式为：陶瓷电容器在不同频率下的表面温升＝陶瓷电容器在不同频率下的表面温度-陶瓷电容器在不同频率下的环境温度。
6.根据权利要求4所述的一种基于陶瓷电容器温升的用电频率计算系统，其特征在于：还包括第三计算模块，所述第三计算模块用于当待测陶瓷电容器用电频率发生变化时，则根据待测陶瓷电容器在额定频率下的表面温升以及陶瓷电容器表面温升与频率的关联数学模型，计算得到待测陶瓷电容器表面温升。
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