TDK-EPCOS《Film Capacitors – General technical information》全文精译 — MKT/MKP 构造、自愈机理与安规薄膜电容

原文：TDK Electronics AG（EPCOS）《Film Capacitors – General technical information》，2025 年 10 月版（各页脚标 10/25），共 41 页。原文 PDF：90_资料源/电容_薄膜安规_TDK-EPCOS_FilmCapacitorsGTI.pdf。 本篇为全文忠实精译：覆盖原文全部 6 章——1 分类（介质/膜箔结构/绕制与叠片/封装端子）、2 电气特性（等效电路/容量四因素/ESR 与 tanδ/绝缘电阻/自感/阻抗谐振）、3 工作条件（DC/AC 三区限值/耐脉冲 k0）、4 气候应力、5 机械试验、6 安全特性（自愈/电晕/介质吸收/蜂鸣噪声/裂纹）。 重要：原文公式以嵌入对象排印，pdftotext 丢失根号与积分号；译稿逐式对照原 PDF（第 25、26 页等）转录核验；§4.3 的湿度严酷度表已按式 S = ρ·FD 全部复算核对。

本篇与库内文档的关系

薄膜电容在电源里管三件事：EMI 滤波的 X/Y 安规电容、缓冲/钳位的高 dV/dt 脉冲电容、母线高频旁路。本篇 §6.1 的自愈机理是“为什么 X2 电容失效后不会立刻短路”（与电解的失效模式相反）的物理出处；§3.3 的 dV/dt 与 k0 是缓冲/钳位电容选型的硬判据；§3.2.2 的注与 §3.4 反复强调：普通薄膜电容不得直接跨接电网，必须用专门的 EMI 抑制电容（X/Y 类）——X2 放电电阻设计与 X/Y 分类细节在 TDK 另册《EMI suppression capacitors – General standards》（本篇多处引用）。库内联动：NCP1568 EVM 精译 的 Würth 890334023028 X2 220 nF/275 Vac（EMI 滤波）与 TDK C3225X7T2W224K200AA 0.22 µF/450 V（母线薄膜位，MLCC 替代薄膜的实例）；EMI 滤波设计 ANP015 源已存档待建：90_资料源/EMI滤波_Wurth_ANP015_1PhaseLineFilterDesign.pdf。

译注约定（先读）

1. 原文排版：Ω 在 PDF 字体中呈“W”形，µ 与 u 混用，均按 Ω/µ 规范转写；下标 VR、VC、Tmax 等规范化。
2. 原文笔误/排版缺陷保持原样加译注；根号、积分号、上标已对照原 PDF 页面补回。
3. 图逐图标“见原 PDF 图 N（第 X 页）”（原文图号 KMKxxxx 为 TDK 图库编号，随图照录）。

1 薄膜电容器的分类

原文引言（第 1 页）：本数据手册描述以塑料膜为介质的固定电容器，也称薄膜电容器（film capacitors）或 FK 电容器。

1.1 按介质分类（原 PDF 第 2 页）

薄膜电容的特性与应用可能性受介质影响极大，因此按介质类型分组命名。构造类型短代码在标准 IEC 60062:2016 中定义——短代码最后一个字符表示介质类型：T ≙ 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，聚酯）；P ≙ 聚丙烯（PP）；N ≙ 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。金属化薄膜电容的短代码前加 M（金属化）。见原 PDF 图 1（第 2 页）：IEC 60062:2016 薄膜电容分类树——金属化塑料膜（MKT/MKP/MKN）与金属箔+金属化塑料膜（MFT/MFP）；* 注：MFP/MFT 由金属箔与金属化塑料膜组合构成，不在 IEC 60062:2016 之列。

塑料膜介质特性汇总（概括性典型值）（全录）：

1.2 按膜与箔的布置分类（原 PDF 第 3~4 页）

见原 PDF 图 2（第 3 页）：典型膜箔布置——上：电极=金属化层（金属化层/塑料膜介质交替）；下：电极=金属箔（金属箔/塑料膜交替）。见原 PDF 图 3（第 4 页）：各种膜/箔布置与电容类型的对应——简单连接、金属化塑料膜、金属箔、无金属化塑料膜组合出 MKP/MKT/MKN、EMI 抑制电容、MFP（KMK0986-5、KMK0987-D、KMK0411-M、KMK0988-L、KMK0415-K、KMK0431-2、KMK0429-Q、KMK0416-T、KMK0413-4、KMK0989-U、KMK0990-X、KMK0991-6 等结构示意）。

1.3 按构造分类（原 PDF 第 5~7 页）

FK 电容器用卷绕法或叠片法生产。

1.3.1 卷绕技术

传统工艺：金属化膜或膜/箔逐个卷成圆柱芯子，再包绝缘套管或涂层。见原 PDF 图 4（第 5 页）：卷绕工艺成品——径向引线卷绕电容与轴向引线卷绕电容（KMK0354-Z、KMK0433-I）。MKT、MKP、MFP 系列的生产范围包括省空间的压扁卷芯（带绝缘涂层或装入塑料盒）以及圆柱卷绕电容。压扁卷芯是圆柱卷绕后在入盒前压扁，使盒体空间得到最优利用。

1.3.2 叠片技术（Stacked-film）

叠片工艺：把大环状金属化膜卷到直径至 60 cm 的芯轮上制成“母电容”（master capacitors）——在明确定义且恒定的条件下生产。环切割成实际叠片电容芯子后所得生产批次特别均匀。见原 PDF 图 5（第 6 页）：叠片生产工艺（KMK0327-3、KMK0111-4-E）。

叠片电容的耐脉冲能力是特别的优势：每一层都相当于一只小容量独立电容，过载造成的接触损伤只限于受影响的层（该层可能断开）——总容量略微下降而不再影响器件的性能与可靠性。此外，未涂层叠片电容（SilverCap™）有特殊优势：可按客户设计要求定制——无需考虑壳号标准或为新壳开模，即可提供宽尺寸范围。

SilverCap 设计规则（全录）：引脚距 e（从而电容长度 l）固定时，宽度 w 与高度 h 可在下列范围调整——

无论尺寸如何，体积须大致保持不变。见原 PDF 图 6（第 7 页）：同容量同耐压、特殊尺寸示例（KMK0355-8）。

1.4 按封装与端子分类（原 PDF 第 8 页）

见原 PDF 图 7（第 8 页）（KMK0985-W）：电容设计一览——径向引线：未涂层（SilverCap，叠片√/卷绕×）、涂层（叠片√/卷绕√）、塑料盒封装（叠片√/卷绕√）；轴向引线：圆柱卷绕（仅卷绕）、压扁卷绕（仅卷绕）；SMD 板：未涂层/包裹（仅叠片）；其他（定制）：带带端子（叠片√/卷绕√）。

2 电气特性

2.1 等效电路图（原 PDF 第 9 页）

任何实际电容都可用下述原理图建模（见原 PDF 图 8，KMK0351-A）：LS（串联电感）与 RS（串联电阻，来自接触——引线、喷金属与膜金属化）串联 C（容量），整体并联 RP（并联电阻，来自绝缘电阻）。C、RS、LS 是频域（交流）量；RP 是直流（绝缘电阻）定义的量。

2.2 电容量

2.2.1 额定电容量/测量条件（原 PDF 第 9 页）

容量是电容在单位电压下能储存的带电载流子数量。额定容量 CR 是设计值并标注在电容上。容量测量按 IEC 60068-1:2013 标准条件；有争议时按同一规范 5.2 的更严格仲裁条件（全录）：

测量前电容须在测量条件下存放至整体达到测量温湿度。容量公差是实际容量相对额定值的允许相对偏差（百分比），测量条件与额定容量相同；公差代码见《Marking and ordering code system》文件。

2.2.2 容量随温度的变化（原 PDF 第 10 页）

在上类温度与下类温度之间，容量发生可逆变化。容量/温度曲线梯度由容量温度系数 αC 描述——定义为 T1~T2 温区内相对 (20 ±2) ℃ 实测容量的平均容量变化，单位 10⁻⁶/K：$\alpha_C = \dfrac{C_2 - C_1}{C_3 \cdot (T_2 - T_1)}$（C1：T1 实测容量；C2：T2 实测容量；C3：(20 ±2) ℃ 基准容量）。温度系数基本由介质特性、电容构造与制造参数决定：聚丙烯（PP）温度系数为负，聚酯（PET）为正——PP −250、PET +600、PEN +200（10⁻⁶/K）。容量的可逆温度变化通常以 ΔC/C 表达。见原 PDF 图 9（第 10 页）（KMK0623-N）：MKT/MFT、MKN、MKP/MFP 的相对容量变化 ΔC/C vs 温度 T（−60~+160 ℃ 典型值）——PET 上翘、PP 下探、PEN 居中。

若电容经受从基准温度到 Tmin、再至 Tmax、回到基准的温度循环，初始与最终容量之间可观察到小的不可逆变化（见原 PDF 图 10，第 11 页，KMK0125-9 示意曲线）——称为温度循环容量漂移，以基准容量的百分比表达；薄膜电容通常非常小。测量时须注意：每次温度变化都伴随相对湿度变化（见 2.2.3）。在标准条件下测量、温度循环不过长时，湿度引起的变化在 αC 规定的散差限内。

2.2.3 容量随湿度的变化（原 PDF 第 12 页）

塑料膜电容容量随环境湿度可逆变化——视构造不同，介质与膜间有效气隙都对湿度起反应。湿度系数 βC 定义为湿度每变化 1%（恒温）的相对容量变化：$\beta_C = \dfrac{2\,(C_2 - C_1)}{(C_2 + C_1)\,(F_2 - F_1)}$（C1：相对湿度 F1 下容量；C2：相对湿度 F2 下容量）。数值：PP 40…100、PET 500…700、PEN 700…900（10⁻⁶/% r.h.，50…95%）。表值适用相对湿度 50%~95%；相对湿度低于 30% 时湿度系数相当低；高于 85% 时预计变化很大。见原 PDF 图 11（第 12 页）（KMK0624-W-E）：MKN/MKT/MFT/MKP/MFP 的 ΔC/C vs 相对湿度（0~100 % r.h.，典型值）。湿度造成的不可逆效应见第 4.3 节。

2.2.4 容量随频率的变化（原 PDF 第 13 页）

如原 PDF 图 12（第 13 页，KMK0797-8）所示：聚丙烯电容（MKP、MFP）容量到 1 MHz 基本不受频率影响；聚酯（MKT）尤其聚萘酯（PEN）的频率效应较明显。此外在电容固有谐振频率附近，自感引起阻抗额外下降——效果等同于容量增大（见 2.6）。

2.2.5 容量随时间的变化（原 PDF 第 13 页）

除上述变化外，容量还有不可逆变化——漂移 iz = |ΔC/C|。所列漂移值为最大值，对应两年期、温度至 40 ℃；可逆的温度（αC）与湿度（βC）效应不计入。漂移随时间稳定，构成容量的长期稳定性；但在上类温度与湿度极限附近频繁大幅温度变化时可能超限。数值：PP 3%、PET 3%、PEN 2%（典型值）。

2.3 ESR 与损耗因数（原 PDF 第 14~18 页）

规定频率的交流电压信号下，2.1 的等效电路可简化为 C、等效串联电阻（ESR）与串联电感 LS 的串联（见原 PDF 图 13，第 14 页，KMK0793-A/KMK0794-I：VL、VESR、VC 相量分解，VC = I/(2πfC)，VESR = I·ESR）。

远低于固有谐振频率时（LS、VL 极小），由于 ESR，电压与电流的相移略小于 90°。相位角 θ 与 90° 之差即损耗角 δ，用损耗因数 tan δ 度量——即 ESR 与容抗 XC = 1/(2πf·C) 之比：$\tan \delta = ESR \cdot 2\pi f \cdot C$。

容易导出损耗因数也等于有功功率（功耗）与无功功率之比。功耗可用 ESR 上电压 VESR 或流过的电流 I 表达：$P = \dfrac{V_{ESR}^2}{ESR} = ESR \cdot I^2$。其中 VESR² = ESR²·(2πf·C)²·V²（因为薄膜电容 tan δ = 2πf·C·ESR ≪ 0.1），故功耗可写为：

$$P = 2\pi f \cdot C \cdot \tan \delta \cdot V^2 \qquad \text{或}\qquad P = (2\pi f \cdot C)^2 \cdot ESR \cdot V^2$$

ESR 与 tan δ 都重要——它们决定电容的功耗，从而决定自发热。

2.3.1 损耗因数的测量条件（原 PDF 第 15 页）

通用标准与分规范规定 tan δ 的测量条件与容量相同（见 2.2.1），1 kHz 为标准测量频率。CR ≤ 1 µF 的 MKT、MFP、MKP 另用 10 kHz 或 100 kHz 附加频率测定损耗因数。

2.3.2 损耗因数随频率的变化（原 PDF 第 15~16 页）

忽略 LS、且频率远低于固有谐振频率时，tan δ 由并联分量 tan δP、串联分量 tan δS 与介质分量 tan δD 组成：$\tan \delta = \tan \delta_P + \tan \delta_S + \tan \delta_D$，其中 $\tan \delta_P = \dfrac{1}{R_P \cdot 2\pi f \cdot C}$、$\tan \delta_S = R_S \cdot 2\pi f \cdot C$，tan δD 为介质特征量。

• 并联分量 tan δP 取决于绝缘电阻（图 8 的 RP）：由于绝缘电阻极高，全频段（即使 f ≪ 1 kHz）都可忽略。
• 介质分量 tan δD 度量介质损耗（交变半周期内介质反复往返极化浪费的能量），决定低频自发热：聚丙烯电容的 tan δD 随频率近似恒定，典型约 10⁻⁴；聚酯电容的 tan δD 大得多且随频率增大——低频下总损耗因数明显更高（见原 PDF 图 14（第 16 页），KMK0682-N：CR = 0.10 µF 例，1~1000 kHz，MKT/MFT 最高、MKN 居中、MKP/MFP 最低）。
• 串联分量 tan δS 由串联电阻 RS（引线、金属层、电极箔接触电阻之和）决定：随频率快速上升，高频段成为 tan δ 曲线的主导分量；也随容量增大（见原 PDF 图 15（第 16 页），KMK0128-Y：两只聚丙烯电容 10 nF/100 nF 对比示意，tan δD 与 tan δS（100 nF）/tan δS（10 nF）分量线）。

2.3.3 损耗因数随温度、湿度与电压的变化（原 PDF 第 17 页）

聚丙烯介质的损耗因数基本不受温度影响；聚酯电容在约 80 ℃（1 kHz）有特征损耗因数最小值。见原 PDF 图 16（第 17 页）（KMK0795-R）：f = 1 kHz 下 tan δ vs 温度 T（−60~+160 ℃，MKT/MFT、MKN、MKP/MFP 典型值）。潮湿条件下损耗因数值也可能增大。正常工作范围内，损耗因数随电压的变化可忽略。

2.3.4 ESR 随频率的变化（原 PDF 第 18 页）

由 tan δ 定义：$ESR = \dfrac{\tan \delta}{2\pi f \cdot C}$。ESR 包含损耗因数所述的一切电阻性现象（见 2.3.2）。原 PDF 图 17（第 18 页，KMK0985-W）给出 MKT 电容 ESR-频率总响应：极低频——泄漏占主导（图中未画出）；低频——介质损耗主导，ESR 大致按 f⁻¹ 下降；中高频——导体损耗主导，ESR 近似恒定；极高频（>10 MHz）——趋肤效应使 ESR 按 √f 上升。ESR 随温度与湿度的变化与损耗因数一致。

2.4 绝缘电阻（原 PDF 第 19~20 页）

2.4.1 测量条件

绝缘电阻 Rins 度量直流下的电阻率。稳态直流电压下，漏电流流经介质与电容表面。Rins 的测法：初始充电电流结束后（典型 1 min ±5 s），施加直流电压与流过电容的漏电流之比。测量电压按额定电压，规定于 IEC 60384-1:2021 第 6.1 节（全录）：

1⁾ 能证明电压对结果无影响或存在已知关系时，可在至额定电压 VR 的任意电压下测量（仲裁测量用 10 V）。

规定测量温度为 20 ℃；其他温度下须乘相应修正系数折算到 20 ℃ 等效值（按分规范的平均值，全录）：

有争议时以 20 ℃、(50 ±2)% 相对湿度的仲裁测量为准。各型号数据手册中，Rins 以交货最小值与“稳态湿热”试验后限值给出。容量额定 >0.33 µF 的电容以时间常数表示绝缘：$\tau = R_{ins} \cdot C_R\ (\mathrm{s})$（换算提示：1 MΩ · µF ≙ 1 s）。

2.4.2 影响绝缘电阻的因素

绝缘电阻受温度影响（见原 PDF 图 18，第 20 页，KMK0796-Z：自放电时间常数 τ = Rins·CR，单位 s（≙ MΩ·µF），−60~+140 ℃——MKP/MFP 最高（10⁶ s 量级）、MKT/MFT 与 MKN 低 1~2 个数量级，均随温度下降）。绝缘电阻也显著受湿度影响——湿度越大绝缘电阻越低。

2.5 自感（原 PDF 第 20 页）

自感/串联电感 LS 来自膜金属化与连接中电流产生的磁场——由绕组结构、几何设计、接触路径的长度与厚度决定。本手册所述电容尽可能采用低感双绕（bifilar）电极电流路径或延箔接触（extended-foil），因而电感极低。估算 LS 的通则：每 mm 引线长度与电容长度最大 1 nH。LS 也可由谐振频率算出（见 2.6）。

2.6 阻抗、谐振频率（原 PDF 第 20~21 页）

阻抗 Z 表示元件对电流的阻碍，兼具电阻与电抗性质——对交流与纹波电流滤波尤为重要。由图 13 模型，Z 定义为 ESR 与总电抗（感抗减容抗）的矢量和的模：

$$Z = \sqrt{ESR^2 + \left(2\pi f \cdot L_S - \frac{1}{2\pi f \cdot C}\right)^2}$$

如原 PDF 图 19（第 21 页，KMK0805-3）：10 nF~4.7 µF 各容量典型阻抗曲线——低频段容抗 XC = 1/(2πf·C) 主导，极高频段感抗 XL = 2πf·LS 主导；两者相等时发生固有谐振（自谐振）：电抗抵消、阻抗 = ESR。固有谐振频率：$f_{res} = \dfrac{1}{2\pi \sqrt{C \cdot L_S}}$。见原 PDF 图 20（第 21 页）（KMK0798-G）：谐振频率 fres vs 容量 C（0.01 nF~10⁵ nF，0.1~1000 MHz 典型值）。

3 工作条件（Operation）

3.1 直流电压

3.1.1 额定电压（原 PDF 第 22 页）

额定电压 VR 是电容设计所针对的直流电压：在下类温度 Tmin 与额定温度 TR 之间可连续施加于电容端子的最大直流电压。VR 取决于介质材料与膜厚。

3.1.2 直流试验电压（原 PDF 第 22 页）

直流试验电压是生产终检（100% 电气检验）所加电压；其值与施加时间见各型号规格。试验电路与设备详见 IEC 60384-1:2021 第 6.2 节。试验电压可重复一次作为进货检验；也适用于资格批准试验（时长 60 s）与逐批质量一致性检验（时长 2 s）。EMI 抑制电容例外——适用相应标准规定的（更低）试验电压。

3.1.3 最大直流电压与温度（原 PDF 第 22~23 页）

类温范围（category temperature range）是电容可连续工作的环境温度范围，由上/下类温度（Tmin、Tmax）定义。范围内定义额定温度 TR：在额定电压 VR 下可连续工作的最高环境温度——取决于介质材料：聚酯（PET）与聚丙烯（PP）85 ℃，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）125 ℃（典型）。

类电压 VC 是给定温度下可连续施加的最大电压，定义如下：Tmin~TR 之间，最大连续电压 = 额定电压，即 VC = VR；TR~Tmax 之间，须按降额系数（PET 与 PP 典型 1.25%/℃，PEN 0.8%/℃）降额。VC 以额定电压的分数表达（见原 PDF 图 21（第 23 页），KMK0800-W：PEN 到 125 ℃ 缓降、PP 降到 0.7 VR 左右、PET 降到 0.5 VR 量级）。

3.2 交流电压

3.2.1 额定交流电压（原 PDF 第 23 页）

额定交流电压 VRMS：在指定频率（通常 50 Hz）下，Tmin~TR 温区内可连续施加于电容端子的最大有效值电压。

3.2.2 最大交流电压与频率（原 PDF 第 24~29 页）

电容承受连续（正弦）交变电压 VRMS 或交变电流 IRMS 的能力是频率的函数，受三个不同因素限制（见原 PDF 图 22（第 24 页），KMK0853-M-E：电压轴三段 a/b/c——电晕限制/热功耗限制/接触电流限制；电流轴两段——热功耗限制与接触电流限制）：

区域 (a)：电晕放电起始限制 VCD（低于频率限 f1）——施加的交流电压 VRMS 不得超过电容内气隙开始出现一定强度电晕放电的阈值电压 VCD（见 6.2）：电晕会劣化膜金属化、偶而危及介质强度。正弦波形须满足 $V_{RMS} \le V_{CD}$ 或 $I_{RMS} \le V_{CD} \cdot 2\pi f \cdot C$；非正弦波形：

$$V_{pp} \le 2 \cdot \sqrt{2} \cdot V_{CD}$$

区域 (b)：热功耗限制（f1 以上）——允许的交变电压负载须随频率升高而降低，使电容体内产生的功率（Pgen）低于电容表面可散发的功率（Pdiss）：$P_{gen} \le P_{diss}$，其中 $P_{gen} = V_{RMS}^2 \cdot 2\pi f \cdot C \cdot \tan \delta$、$P_{diss} = \alpha \cdot A \cdot \Delta T$（α：传热系数；ΔT：自发热，即电容表面最热点相对周围大气的稳态过温升；A：电容表面积）。为防永久损伤，自发热 ΔT 不得超过依介质而定的限值：PET/PEN 最大 15 ℃，PP 最大 10 ℃（典型）。由 Pgen ≤ Pdiss 得该区域最大允许交流电压/电流：

$$V_{RMS} \le \sqrt{\frac{\alpha \cdot A \cdot \Delta T}{2\pi f \cdot C \cdot \tan \delta}}\qquad \text{或}\qquad I_{RMS} \le \sqrt{\frac{2\pi f \cdot C \cdot \alpha \cdot A \cdot \Delta T}{\tan \delta}}$$

其频率依赖可近似为 $V_{RMS,max} \sim \dfrac{1}{f}\cdot\sqrt[4]{f}$ 或 $V_{RMS,max} \sim \sqrt[4]{f}$。〔译注（照录）：原文印作 1/f·⁴√f（= f⁻³ᐟ⁴）与 ⁴√f；后者随频率上升，与“电压上限随频率下降”的图 22 走势矛盾，疑为 ⁴√(1/f)（= f⁻¹ᐟ⁴）之误，「待核实」。〕传热系数 α 与损耗因数 tan δ 取决于每只电容的技术、构造、材料与几何；tan δ 还随频率与温度变化——这使上述公式难以直接计算实用工况下的最大 VRMS 或自发热 ΔT。因此数据手册中的最大 VRMS 限线系经验获得。通用示例：见原 PDF 图 23（第 26 页）（KMK1076-9）：正弦波形最大允许 VRMS vs 频率 f（33/68/150/220 nF 四条曲线，10³~10⁶ Hz）。

图中 220 nF 电容在 20 kHz 的最大 VRMS 为 100 V。即在 100 VRMS、20 kHz 条件下：介质为 PP 时自发热 ΔT = 10 ℃；介质为 PET/PEN 时 ΔT = 15 ℃。该频率下的最大 IRMS：

$$I_{RMS} = V_{RMS} \cdot 2\pi f \cdot C = 100 \cdot 2\pi \cdot 20000 \cdot 220 \cdot 10^{-9} = 2.765\ \mathrm{A}$$

图中未含的中间容量（如 C′ = 200 nF）的允许有效值电压/电流可按最近曲线近似换算：$V'_{RMS} = V_{RMS} \cdot \dfrac{C}{C'} = 100 \cdot \dfrac{220}{200} = 104.8\ \mathrm{V}$；$I'_{RMS} = I_{RMS} \cdot \dfrac{C'}{C} = 2.765 \cdot \dfrac{200}{220} = 2.636\ \mathrm{A}$。

有时需要估算给定 V′RMS（如 75 V）与频率（如 20 kHz）下的自发热 ΔT′。从相应数据手册曲线取该频率的最大允许 VRMS,max（本例 20 kHz 为 100 V），应用 $\Delta T_{V',f} = \left(\dfrac{V'_{RMS}}{V_{RMS,max}}\right)^2 \cdot \Delta T_{V,f}$：(75/100)² × 15 = 8.4 ℃（PET 或 PEN）；(75/100)² × 10 = 5.6 ℃（PP）。

以上计算对应纯正弦波形。实际应用负载往往不是理想正弦：常见应用可按正弦近似估算（见原 PDF 图 24（第 28 页），KMK0813-T-E/KMK0814-2-E/KMK0815-A-E：矩形波 VRMS = Vpp·√(t1/t2…)、梯形/三角波 VRMS = VPP·√((3t2−4t1)/12t2) 等近似式与 N = t2/t1、f = 1/(2t1) 参数）；其余情况须对波形做傅里叶分解按谐波计算功耗：$P_{gen} = \sum V_{RMS,i}^2 \cdot 2\pi f_i \cdot C \cdot \tan \delta(f_i)$。令 Pgen = Pdiss 可算理论过温升 ΔT。需协助时请提供按比例标定的示波图。

区域 (c)：最大载流能力限制（f2 以上）——允许的交流电压负载受喷金属与膜金属化之间接触可通过、不因电阻损耗过热的最大电流 IC 限制：$V_{RMS} \le \dfrac{I_C}{2\pi f \cdot C}$ 或 $I_{RMS} \le I_C$。实践中该区域仅对接触长度短的小容量电容明显。

注（原文照录）：即使电容交流负载能力图覆盖市电电压范围，标准薄膜电容原则上不适合直接接公共电网工作——此时推荐专为电力线应用设计的 EMI 抑制电容（另见《EMI suppression capacitors – General standards》文件）。

3.2.3 最大交流电压与温度（原 PDF 第 29~30 页）

前述最大交流电压-频率图适用于适度温度：MKT 的 TA ≤ 55 ℃、MKP/MFP 的 TA ≤ 90 ℃。高于此限时须按频率与介质考虑附加效应：

• 低频（f < f1）——区域 (a)：VRMS 按第 3.1.3 节规则随工作温度降额。
• 高频（f ≥ f1）——区域 (b)(c)：工作温度 = 环境温度 + 自发热（Top = TA + ΔT），必须保证 Top ≤ Tmax。

MKP/MFP：对图示 VRMS 乘降额系数 FT：$V_{RMS}(T_A > 90\ \,^{\circ}\mathrm{C}) = V_{RMS}(T_A \le 90\ \,^{\circ}\mathrm{C}) \cdot F_T$。FT 按经验定义（见原 PDF 图 25（第 30 页），KMK1102-8：Tmax = 100 ℃ 与 Tmax = 110 ℃ 两个系列，TA 85~110 ℃ 时 FT 从 1.0 降到约 0.3/0.5 量级）。

MKT：tan δ 随温度增大（图 16），Pgen 及 Pgen = Pdiss 的平衡点随之有温度依赖——最大 VRMS 不能直接由低温图外推；此时可由 TDK 工程师做理论计算。对两种介质中的任何临界情况，都应在工作条件下对电容做温度检查。测试夹具见 原 PDF 图 26（第 30 页）（KMK0812-K-E）：用一只与被测电容尺寸相近的虚设（dummy）电容（不接线）测量环境温度，温度测点标“X”，两者相距约 50 mm 装在 PC 板上。

3.3 耐脉冲（Pulse withstanding，原 PDF 第 31~33 页）

电压快速变化的脉冲会在电容中引起强峰值电流——在喷金属与膜金属化的接触区发热。发热足以损伤接触区时，就对可施加的脉冲形成限制。定义耐脉冲能力的参数是最大 dV/dt 与 k0。

3.3.1 电压脉冲斜率 dV/dt

只考虑电压脉冲关联的峰值电流 iP 时，最大电压脉冲斜率定义为 $\dfrac{dV}{dt} = \dfrac{i_P}{C}$。最大 dV/dt 值见各型号数据手册，单位 V/µs。

3.3.2 脉冲特性 k0

脉冲在电容中产生的热能 Q：$Q = \displaystyle\int_0^\tau i^2 R_i\, dt = \int_0^\tau C^2 \left(\frac{dV}{dt}\right)^2 R_i\, dt$（τ 为脉冲宽度，Ri 为接触电阻/内阻）。把热能与脉冲斜率关联，定义依波形而定的特性因子 k0：

$$k_0 = 2 \int_0^\tau \left(\frac{dV}{dt}\right)^2 dt$$

特定波形的 k0 不应超过各系列数据手册给出的最大允许值，单位 V²/µs。k0 值的前提是相邻脉冲之间热量完全散出——占空比高于 100 µs 时成立；更低占空比（重复频率高于 10 kHz）时脉冲间散热不完全，会积累危险过热、可能毁坏电容——此时应对允许 k0 值降额。数字示波器可直接算波形的 k0 值。但有两种情况 k0 可解析计算：斜坡放电与被动放电。

3.3.3 简单放电的脉冲近似（原 PDF 第 32~33 页）

斜坡放电：电容从某电压单斜坡放到零（见原 PDF 图 27，第 32 页，KMK0123-S-E），电压脉冲斜率可近似为 $\dfrac{dV}{dt} \approx \dfrac{V_{pp}}{\tau}$（Vpp：峰峰电压；τ：电压衰减时间）。k0 可按 ΔV-Δt 折线分解计算：

$$k_0 \approx 2\left(\Delta V_1 \cdot \frac{\Delta V_1}{\Delta t_1} + \Delta V_2 \cdot \frac{\Delta V_2}{\Delta t_2} + \cdots\right)$$

更简单的近似（对梯形或锯齿脉冲精确）：$k_0 \approx 2 \cdot \dfrac{V_{pp}^2}{\tau}$，从而 $\dfrac{dV}{dt} \approx \dfrac{V_{pp}}{\tau} = \dfrac{k_0}{2 \cdot V_{pp}}$。

原文例题（全录）：MKT 叠片电容 B32520/引脚距 7.5/VR = 250 V DC：k0 = 100 000 V²/µs，dV/dt = 200 V/µs。从满额定电压放电（Vpp = VR）：

$$\frac{dV}{dt} = \frac{V_{pp}}{\tau} = \frac{k_0}{2 \cdot V_{pp}} = \frac{100\,000\ \mathrm{V^2/\mu s}}{2 \cdot 250\ \mathrm{V}} = 200\ \mathrm{V/\mu s}$$

而从较低峰峰电压（如 100 V DC）放电：$\dfrac{dV}{dt} = \dfrac{100\,000\ \mathrm{V^2/\mu s}}{2 \cdot 100\ \mathrm{V}} = 500\ \mathrm{V/\mu s}$。含义：放电电压更低时允许更大电流峰——脉冲更短而热负载（k0）相当。 因此 dV/dt 数据按额定电压放电（Vpp = VR）定义；其他放电电压下 dV/dt = 数据手册值 × VR/Vpp。

被动放电：被动（RLC）与短路配置放电的 dV/dt 无简单近似，须由 IP 求（dV/dt = iP/C）。k0 则精确确定：

$$k_0 = \frac{V_{ch}^2}{R \cdot C}$$

（Vch：充电电压；R：放电回路欧姆电阻。〔译者复算：RC 放电 V(t) = Vch·e^(−t/RC)，∫(dV/dt)²dt = Vch²/(2RC)，k0 = 2×该积分 = Vch²/(RC)，与原文一致。〕）

3.3.4 耐脉冲与构造（原 PDF 第 33 页）

耐脉冲能力尤其由电容元件内部结构决定（构造变体见 1.2/1.3）。除层结构变体外，叠片电容的耐脉冲能力原理上优于卷绕电容：叠片电容是大量独立电容的并联，任何接触薄弱只影响个别电容元件、不波及邻层——损伤限于少量容量损失。

3.4 EMI 抑制（原 PDF 第 33 页）

参见《EMI suppression capacitors – General standards》与《EMI suppression capacitors – Overview》文件。

4 气候应力（Climatic stress，原 PDF 第 34~35 页）

4.1 气候类别

气候类别按 IEC 60068-1:2013 附录 A 以三组数字/斜杠分隔标识。例：55/100/56 = 下类温度 −55 ℃、上类温度 +100 ℃、湿热试验 56 天。第 1 组：下类温度 Tmin 的绝对值——设计为可连续工作的最低环境温度；也是 IEC 60068-2-1:2007 试验 Ab（寒冷）的温度。第 2 组：上类温度 Tmax——设计为可连续工作的最高环境温度；也是 IEC 60068-2-2:2007 试验 Bb（干热）的温度，试验时长 16 h。〔注（原文照录）：交流应用中自发热会使电容表面温度高于环境温度——务必计入以免超上类温度；有疑问时做温度检查。〕第 3 组：IEC 60068-2-78:2012 试验 Cab（稳态湿热）的天数——条件 (93 ±3)% 相对湿度、40 ±2 ℃；湿热试验后的允许限值见各型号数据手册。

4.2 温度的影响（原 PDF 第 34 页）

温度对容量、损耗因数、绝缘电阻的可逆影响见相应章节。超过 Tmax 的过度暴露将按 Arrhenius 定律引起膜的熱老化，对电气特性产生不可逆影响；膜收缩还会引起电容尺寸的附加变化。

4.3 湿度的影响（原 PDF 第 35 页）

吸湿增加电容内部永久偶极子数，对容量、损耗因数、绝缘电阻产生可逆影响（相对湿度 <93%、短时；可经干燥复原）。可逆变化的平衡数据与构造/封装无关——只有吸湿/脱湿速率不同，取决于：封装（未涂层组件吸湿快、脱湿也快）；环境温湿度。吸湿/脱湿时间常数典型值从半天（如未涂层电容）到数周（如塑料盒封装电容）不等。薄膜电容与湿气长期接触产生不可逆影响：直接接触液态水（未涂层组件尤甚）或过度暴露于高湿/凝露，最终会去除膜金属化、从而毁坏电容。

湿度效应通过气候类别的湿热试验仿真。计入相对严酷度后可在更严条件做加速试验。任何湿度试验的严酷度 S 定义为两因子之积：$S = \rho \cdot F_D$。ρ：空气中水蒸气密度，是相对湿度与温度的函数——可查标准焓湿图（例：T = 40 ℃、湿度 93% 时 ρ = 47 gr/m³）；FD：扩散热加速因子（按 Arrhenius 定律）：FD = EXP(−E/RT)；E：扩散活化能 = 1.0E4 cal/mol；R：气体普适摩尔常数 = 1.987 cal/mol·K；T：开尔文温度 = T（℃）+273。

严酷度 S 用于比较湿度试验条件。下表把常见试验条件相对标准条件（40 ℃/93%，S′ = 1）比较（全录；〔译者复算：ρ=47、T=313 K → FD=e^(−10000/(1.987×313))=1.04×10⁻⁷，S=47×1.04×10⁻⁷=4.9×10⁻⁶ ✓；65 ℃ 行 S/ρ = 3.40×10⁻⁷ = e^(−10000/(1.987×338)) ✓；85 ℃ 行同理 ✓——与原文全部吻合〕）：

4.4 低气压的影响（原 PDF 第 36 页）

气压下降时电容端子间闪络风险增大。气压低至 40 kPa（海拔约 7000 m/23000 ft）无需电压降额；更高海拔可特制。高海拔还影响传热：引线端子热量散不出，可能过热失效。压力变化还会使薄膜电容受内应力——表现为容量变化与低绝缘电阻。

4.5 储存条件（原 PDF 第 36 页）

本手册全部电容可短期在整个类温范围内任意温度存放。长期储存应遵守：储存温度 −40~+40 ℃；最大相对湿度 80%、电容上不得结露；最长 5 年（各型号数据手册另有规定者除外）。

5 机械试验（原 PDF 第 36~38 页）

5.1 引线强度（IEC 60068-2-21:2021）

• 抗拉强度（试验 Ua1）：线径 0.35 < d1 ≤ 0.50 mm：5 N；0.50 < d1 ≤ 0.80 mm：10 N；0.80 < d1 ≤ 1.25 mm：20 N。
• 抗弯强度（试验 Ub，程序 1：两根相反方向连续 90° 弯折）：0.35 < d1 ≤ 0.50 mm：2.5 N；0.50 < d1 ≤ 0.80 mm：5 N；0.80 < d1 ≤ 1.25 mm：10 N。
• 抗扭强度（试验 Uc，方法 1、严酷度 2：每次 180°、连续两次）。
• Ub 与 Uc 仅对轴向线材引线型号进行。

5.2 耐振动（IEC 60068-2-6:2007，试验 Fc 正弦振动）

• 位移幅值（57.6 Hz 过渡频率以下）：0.75 mm；加速度幅值（57.6 Hz 以上）：98 m/s²（≙ 10 g）。
• 频率范围：10 Hz … 500 Hz；试验时长（3 个正交轴）：3×120 min。

TDK 提供为更严苛振动工况（如汽车应用）特别设计的薄膜电容，信息备索。安装条件：引脚距 <22.5 mm 时电容由引线固定；引脚距 ≥22.5 mm 时除引线外本体必须妥善夹持。

5.3 阻燃性

5.3.1 被动阻燃：除非详细规范另有规定，EMI 抑制电容按 IEC 60384-14:2013 第 4.17 节、严酷度类别 B 与 C 试验。5.3.2 主动阻燃：仅适用 EMI 抑制电容——见《EMI suppression capacitors – General standards》。5.3.3 材料阻燃性：有时除电容阻燃试验外还要求按 UL 94 的材料阻燃规范。UL 94 V 试验中试样（127 mm/5“ 长，12.7 mm/0.5” 宽）垂直放置、两次施焰，按下表分级（全录）：

试样厚度必须注明——例如 UL 94 V-0（3.2 mm）并不意味着同一材料也满足 UL 94 V-1（1.6 mm）。UL 94 仅用于比较不同材料的相对可燃性，不提供电容实际燃烧特性的任何信息。

6 安全特性（Safety characteristics）★（原 PDF 第 39~41 页）

6.1 自愈（Self-healing）

薄膜电容最重要的可靠性特征是自愈能力：在电压作用下清除故障（如膜内气孔或杂质）的能力。真空蒸镀在塑料膜上的金属镀层仅 20 … 50 nm 厚。局部弱点处介质击穿场强被超过时发生介质击穿：击穿通道内的高温（可达 6000 K）把介质变成高度压缩的等离子体向外挤出；通道附近的薄金属镀层与等离子体相互作用被完全蒸发、从击穿通道退开；等离子的快速膨胀使其在数微秒内冷却，从而在更大电压损失发生前淬灭放电。由此在原故障区周围形成的绝缘区使电容恢复完整工作能力。

见原 PDF 图 28（第 39 页）：电气击穿时自愈区示意——1 介质；2 金属化电极；3 位移冲击波材料；4 金属蒸气气隙；5、6 等离子区；7 气相介质与等离子体的边界层；8 击穿通道；9 气相介质；10 位移后的金属化与介质区（绝缘区）。

注（原文照录）：低电压下金属镀层的阳极氧化导致电化学自愈过程。

6.2 电晕放电（Corona discharges）

电容内部及周围通常存在的微气隙（膜内、膜间、边角附近）中的空气可能电离，导致称为电晕效应的破坏过程——发生在电容内电场强度超过空气的介电强度时。此时发生小电晕放电，产生两个不良效应：膜金属化边缘被剥除，容量下降；偶尔离子与电子轰击膜造成结构损伤——介质击穿电压水平下降，最终可能引起短路或起火。

该现象起始的电压称电晕起始电压 VCD。其值首先由电容内部构造（决定边缘场强）决定，其次与介质厚度有关。内部串联结构可将该电压限值抬高。若电容在 VCD 以下使用，则观察不到电晕效应、相应劣化可忽略（见 3.2.2）。

6.3 介质吸收（Dielectric absorption）

长期保持充电的电容经短暂短路放电后，几秒或几分钟内端电压会回升到原值的固定百分比（典型 0.01%~2%）——称为介质吸收。回充来自介质材料中的极化过程，与电容量及介质厚度基本无关。该现象对**采样保持（sample and hold）**应用（为比较或测量目的储存电荷）特别不利。介质吸收测量按 IEC 60384-1:2021。典型值：PP 0.05%、PET 0.2%、PEN 1.2%（%）。

6.4 蜂鸣噪声（Buzz noise）

交流工作时，薄膜电容中极性相反的电极间的库仑力使膜机械振动，产生蜂鸣噪声。施加电压波形有失真和/或高频谐波时噪声更响。蜂鸣噪声不影响电容结构、电气特性或可靠性。

6.5 裂纹（仅 SilverCap，原 PDF 第 41 页）

叠片电容制造过程中，金属化膜单层在卷绕、喷金属（schooping）、回火与切割时承受机械应变。焊接过程中局部受热也可能把储存于膜层间的湿气快速逼出、产生类似应变。这些机械应变可能自然以裂纹释放——主要发生在电容底部、引线之间。对此类元件的大量耐久试验证明：裂纹对未涂层电容（SilverCap）的电气性能或可靠性无影响——此类裂纹的出现对应用无危险。

（原文另载版权页：© TDK Electronics AG 2025，未经 TDK Electronics 事先明确同意禁止转载、出版与传播本出版物及其附件与所含信息。）

译者附注（全库视角）

1. 交流负载三区限值（§3.2.2）是缓冲/吸收电容选型的主线：低频段被电晕起始电压 VCD 卡住（非正弦按 Vpp ≤ 2√2·VCD）、中频段被 tan δ 发热卡住（PP 自发热限 10 ℃、PET/PEN 限 15 ℃）、高频段被接触电流 IC 卡住——与 NCP1568/05_EVBUM2734精译 中钳位电容 C9-10（0.1 µF/650 V）与母线薄膜位 C18-21（0.22 µF/450 V）的高频大纹波工况直接对应。
2. k0 判据的工程换算（§3.3.3 原文例题）：dV/dt 数据按“从额定电压放电”定义，其他电压下乘 VR/Vpp；重复频率 >10 kHz 时 k0 要降额——反激 RCD 钳位电容（每周期充放一次）按此核对。被动放电 k0 = Vch²/(RC) 已由译者复算核实。
3. 自愈 vs 非自愈（§6.1 与电解篇对照）：薄膜击穿自愈（6000 K 等离子体蒸掉 20~50 nm 镀层、数微秒淬灭）→ 失效模式以容量渐降为主；铝电解无自愈 → 过压/反压直接产气开阀（见 01_电解电容Nichicon全译 §2-2/2-3）。这正是安规薄膜（X/Y）能跨接电网的前提。
4. OCR/转写存疑点：① §3.2.2 频率近似式原文印作 “1/f·⁴√f 或 ⁴√f”，后者按物理疑为 ⁴√(1/f) 之误，「待核实」；② 图 24 三种非正弦波形的有效值近似式中 t1/t2 定义以原 PDF 图面为准（矩形波 VRMS = Vpp·√(t1/(2N))、f = 1/(2t1) 等，原文排印缩排歧义）；③ §4.3 表 S′ 列为归一化值（40 ℃/93% = 1.0），S 列绝对值已按 FD = e^(−E/RT) 复算吻合。
5. X/Y 安规分类的边界：本手册（GTI）是“普通薄膜电容”的技术总纲，X/Y 分类、脉冲试验、主动阻燃（§5.3.2）与 X2 放电等安规专项在 TDK 另册《EMI suppression capacitors – General standards》（本篇 §3.1.2/§3.2.2 注/§3.4/§5.3 四处引用）——库内 EMI 滤波与 X2 放电议题的器件层出处以此为界。

上一级：电容家族