一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器的製作方法

2023-06-09 15:34:01

專利名稱：一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無極性電容器，具體地說是一種可通過在系統編程調整電容值的基於高介電材料的可編程調節無極性電容器。
背景技術：
現有的電容器有兩種有極性電容和無極性電容。有極性電容主要用於電源、濾波用途比較固定，使用數量有限。而無極性電容，在現代這個電子產品微型化和高智能化要求的時代用量非常大，且本身就具備很好的電磁兼容性、可靠性和安全性，因此應用前景非常廣闊。針對不同的現代化智能電子產品我們需要使用不同型號和規格的電容器，使用起來要注意很多參數要求，容量大小的不同，不但使用不方便，也造成了資源的浪費。現階段已經有大量使用基於普通材料可調的電容器和大量的專利出現，但主要歸結為兩類一類是在使用前機械裝置通過更改電極對應面積大小預先調整好電容值，然後開始工作；另一類是電極大小不變通過改變不同填充介質，形成不同容量的電容值，相互組合提供不同的電容值。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器，具有在系統可編程控制容量大小、體積小、容量大、調整方便的優點。本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案是一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器，包括平行板電容和可編程控制器，平行板電容由一塊下電極板、至少兩塊不同面積的上電極板和高介電材料填充層構成，下電極板與上電極板平行設置，高介電材料填充層設置在下電極板和上電極板之間，每塊上電極板都與一個雙向晶閘管對應，上電極板的引出線與雙向晶閘管的一個主端子連接；雙向晶閘管的另一個主端子為公共端電極，相互連接後作為平行板電容的一個接線端；下電極板引出的下層電極作為平行板電容的另一個接線端；所述可編程控制器的控制信號輸出口通過驅動電路與雙向晶閘管的門極連接；所述的高介電材料填充層的相對介電常數大於100000，高介電材料填充層的厚度小於O. 3mm。本實用新型是一種基於高介電材料的微型在系統可編程調節無極性電容器，具有平行板的結構。通過利用控制器的I/o接口，配合適當的驅動電路以便驅動晶閘管受控端，用晶閘管的一個主端子連接平行板上面不同面積的上電極板，晶閘管的另一個主端子相連接引出作為平行板電容的一個接線端，平行板下面的下電極板引出一端作為平行板電容的另一個接線端，通過編寫不同的程序驅動控制器相應的I/O從而實現對基於高介電材料的無極性電容器進行在系統可編程調控。本實用新型的工作原理是本實用新型所涉及的基於高介電材料的微型在系統可編程調節無極性電容器，其本質是可以改變對應平行板面積的大小，即在確定一種高介電填充材料後，兩平行板間電容可建立關係
其中d為極板間距，ε:為真空介電常數，f 為電介質相對介電常數，皆為定值。S為極板間相對面積，所以C =」·S其中，A為一個定值，最終，通過在系統編程控制改變平行板對應面積S可實現對電容值的可控輸出。本實用新型的優點在於在使用中通過組合不同大小的上電極板面積來在系統實現對電容值大小的調整，通過N個容量不同的平行板電容的並聯可以組合成不同容量級別的電容器，採用這種結構，可以節省製造所需不同容量級別電容器的材料。電容器的容量值可以通過在系統編程的方法調整，避免電路中電容器容量不合適造成的反覆更換不同電容器的重複工作，具有體積小、容量大、調整方便的特點，既能調節電容器容量又能節約資源重複利用。

圖I為本實用新型的結構示意圖。圖中標記1、平行板電容，2、可編程控制器，3、下電極板，4、上電極板，5、高介電材料填充層，6、雙向晶閘管，7、公共端電極，8、下層電極，9、控制信號輸出口，10、驅動電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明。一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器，包括平行板電容I和可編程控制器2，平行板電容I由一塊下電極板3、至少兩塊不同面積的上電極板4和高介電材料填充層5構成，下電極板3與上電極板4平行設置，高介電材料填充層5設置在下電極板3和上電極板4之間，每塊上電極板4都與一個雙向晶閘管6對應，上電極板4的引出線與雙向晶閘管6的一個主端子連接；雙向晶閘管6的另一個主端子為公共端電極7，相互連接後作為平行板電容I的一個接線端；下電極板3引出的下層電極8作為平行板電容I的另一個接線端；所述可編程控制器2的控制信號輸出口 9通過驅動電路10與雙向晶閘管6的門極連接；所述的高介電材料填充層5的相對介電常數大於100000，高介電材料填充層5的厚度小於O. 3_。本實用新型涉及的基於高介電材料的微型在系統可編程調節無極性電容器，具有平行板的結構。包括平行板結構電容器、多路晶閘管電路及驅動電路和可編程控制器。通過對不同類型的可編程控制器的多路可編程I/o 口進行編程操作，並通過多路驅動電路驅動。利用不同的驅動電路端對應的晶閘管受控端控制上電極板對應的晶閘管，使上電極板的引出線與晶閘管公共端電極連通，從而改變電路中接入的上電極板數量和組合方式。如設置8個不同面積的上電極板，通過下層電極和公共端電極可得到256級電容值。高介電材料填充層在室溫下的相對介電常數大於100000，且在-55度到+85度之間都能基本保持這樣的介電常數；高介電材料填充層和電極板的厚度均小於O. 3mm，面積小於lcm2，可控總容量可以達到I微法左右。 經實驗表明本實用新型涉及的基於高介電材料的微型在系統可編程調節無極性電容器可以提供從O. 05微法至I微法容量的電容。該實用新型具有容量值可在系統編程調控、體積小、容量大、可重複使用等顯著進步，適用於各種需要對電路中電容值進行實時調整的電子產品領域。
權利要求1.一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器，其特徵在於包括平行板電容(I)和可編程控制器(2)，平行板電容(I)由一塊下電極板(3)、至少兩塊不同面積的上電極板(4)和高介電材料填充層(5)構成，下電極板(3)與上電極板(4)平行設置，高介電材料填充層(5 )設置在下電極板(3 )和上電極板(4)之間，每塊上電極板(4)都與一個雙向晶閘管(6)對應，上電極板(4)的引出線與雙向晶閘管(6)的一個主端子連接；雙向晶閘管(6)的另一個主端子為公共端電極(7)，相互連接後作為平行板電容(I)的一個接線端；下電極板(3)引出的下層電極(8)作為平行板電容(I)的另一個接線端；所述可編程控制器(2)的控制信號輸出口( 9 )通過驅動電路(10 )與雙向晶閘管(6 )的門極連接。
專利摘要一種基於高介電材料的可編程調節無極性電容器，包括平行板電容和可編程控制器，平行板電容由一塊下電極板、至少兩塊不同面積的上電極板和高介電材料填充層構成，上電極板的引出線與雙向晶閘管的一個主端子連接；雙向晶閘管的另一個主端子為公共端電極，相互連接後作為平行板電容的一個接線端；下電極板引出的下層電極作為平行板電容的另一個接線端；可編程控制器的控制信號輸出口通過驅動電路與雙向晶閘管的門極連接。電容器的容量值可以通過在系統編程的方法調整，具有體積小、容量大、調整方便的特點，適用於各種需要對電路中電容值進行實時調整的電子產品領域。
文檔編號H01G5/04GK202373458SQ20112052575
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者周鋒子, 李新忠, 李立本 申請人:河南科技大學