用于直流链路电路的定制功率电容器
规格
薄膜电容器的性能特性主要取决于所使用的介电材料以及所采用的制造方法。一些最常用的塑料薄膜介电材料包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)。
塑料薄膜电容器可大致分为薄膜/箔式电容器和金属化薄膜电容器。薄膜/箔式电容器的基本结构由两片金属箔电极和夹在它们之间的塑料薄膜介质组成。薄膜/箔式电容器具有高绝缘电阻、高脉冲承受能力、优异的载流能力和良好的电容稳定性。与薄膜/箔式电容器不同,金属化薄膜电容器使用金属涂层塑料薄膜作为电极。金属化薄膜电容器尺寸更小,具有高体积效率、良好的电容稳定性、低介质损耗和优异的自愈性能。有些电容器是薄膜/箔式电容器和金属化薄膜电容器的混合体,兼具两者的特性。金属化薄膜电容器的自愈性能使其成为各种应用的理想选择,包括长寿命和良性故障模式电路。
金属化薄膜电容器的自愈
金属化薄膜电容器常用的塑料薄膜介质包括聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚酯和金属化纸(MP)。这些介质材料具有不同的自愈能力。
当金属化薄膜电容器发生击穿时,电弧会导致故障区域周围的薄金属层汽化。这种汽化过程会去除缺陷周围区域的导电金属层。由于导电材料被去除,极板之间不会发生短路,从而防止元件失效。
金属化薄膜电容器的自愈能力取决于多种因素,包括介电材料的特性和金属层的厚度。蒸发过程需要充足的氧气供应,表面氧含量高的介电材料具有良好的自愈性能。一些具有良好自愈特性的塑料薄膜介电材料包括聚丙烯、聚酯和聚碳酸酯。另一方面,表面氧含量低的塑料薄膜介电材料的自愈性能较差。聚苯硫醚(PPS)就是这样一种介电材料。
除了提高可靠性外,金属化薄膜电容器的自愈能力还有助于延长其使用寿命。然而,自愈过程会导致金属化电极面积随时间推移而减小。
在实际应用中,一些可能加速元件失效的条件包括高温、高电压、雷击、高湿度和电磁干扰(EMI)。
除了良好的自愈性能外,金属化聚酯薄膜电容器还具有高介电常数、良好的温度稳定性、高介电强度和优异的体积效率。这些特性使其成为通用应用的理想选择。金属化聚酯电容器广泛应用于直流应用中,例如阻隔、旁路、去耦和噪声抑制。
金属化聚丙烯电容器具有高绝缘电阻、低介电吸收、低介电损耗、高介电强度和长期稳定性。这些空间利用率高的元件广泛应用于市电供电应用,例如滤波电路、照明镇流器和缓冲电路。双层金属化聚丙烯薄膜电容器能够承受高电压和高脉冲负载,适用于脉冲陡峭的应用。这些电容器常用于电机控制器、缓冲电路、开关电源和显示器。
结论
电容器的可靠性和使用寿命很大程度上取决于其自愈特性。具有良好自愈特性的被动元件更可靠,使用寿命更长。金属化薄膜电容器良好的自愈特性增强了其稳健性,使其适用于多种应用。此外,这些稳健的元件在开路状态下失效,因此非常适合需要具有更安全失效模式的元件的应用。
另一方面,金属化薄膜电容器的自愈特性会导致损耗因子增加和总电容下降。除了良好的自愈特性外,大多数金属化薄膜电容器还具有高击穿强度和高体积效率。
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