微放电效应

2024-02-29 09:17:57 嘉兴翼波电子有限公司 浏览次数 138

在射频应用中,微放电现象在高功率部件中经常发生,如高功率电缆组件、高功率板端连接器及高功率器件等。它可以产生微小的放电通道,导致局部放电、电弧放电、击穿放电等现象,可能导致产品绝缘性能下降或烧坏,影响系统的正常运行,因而在前期设计的过程中需要提前进行有效规避。

 

微放电效应的基本概念:

微放电效应是一种发生在两个金属表面之间或单个介质表面上的一种真空谐振放电现象。

通常是由零件中传输的射频电场所激发,在射频电场中被加速而获得能量的电子,撞击表面产生二次电子而形成。

a. 金属表面之间的微放电,其电子平均自由程必须大于两个金属表面之间的间隙距离,且两个表面之间的电子平均渡越时间是射频电场半周期的奇数倍。

b. 介质表面上的微放电,其表面电荷产生的直流电场必须能够使电子加速返回到介质表面,从而能够产生二次电子。

这种现象在微观结构上具有特殊的电场增强效应,当电场强度达到一定值时,介电体中的局部区域会出现放电现象,形成微小的电弧。


微放电效应过程示意图

微放电效应过程示意图


微放电效应的产生条件:

1.     高电压:微放电效应需要在高电压条件下才能产生。通常,电压越高,微放电效应越容易发生。

2.     高电阻:高电阻介质中的电荷流动受到限制,容易产生局部电荷积累。如PTFE、PEI介质等。

3.     电场不均匀:当电场强度达到一定程度时,局部区域内的电子会获得足够的能量,从而引发电荷的流动。  

 

微放电效应的危害:

1.     噪声、谐波增大,输出功率下降;

2.     内腔表面损坏,寿命缩短;

3.     系统电压驻波比增大,信号失调;

4.     部件永久性失效;


连接器中心针被烧损

连接器中心针被烧损


微放电击穿的抑制方法:

1.       增大间隙、爬电距离;

2.       采用混合介质结构;

3.       采用阶梯过渡结构;

4.       采用耐候性高、稳定的镀层;

 

翼波电子是一家长期从事微波射频技术研发的公司,其技术人员均为业内顶尖公司的优秀人才,具有丰富的研发经验,能够为客户提供一套完善的技术支持。我们深入研究了微放电效应,并在商业航天、半导体装备大功率等领域,翼波电子立足于用户实际,紧贴实际需求,不断创新,以快速、专业和高效的服务获得了用户的高度赞誉。