Fordelene og mekanismerne til selvhelbredelse i filmkondensatorer
En af de mest betydningsfulde fordele ved selvhelbredelse Filmkondensatorer er deres iboende Selvhelende kapacitet , hvilket har bidraget til deres hurtige vækst på kondensatormarkedet. Disse kondensatorer udviser to forskellige selvhelende mekanismer: Udladning af selvhelbredelse og Elektrokemisk selvhelbredelse . Førstnævnte forekommer ved højere spændinger, også omtalt som højspændings selvhelbredelse, mens sidstnævnte kan finde sted ved meget lave spændinger, kendt som lavspændings selvhelbredelse.
Udladning af selvhelende mekanisme
I tilfælde af udladning af selvhelbredelse, lad os antage, at der er en defekt i den dielektriske organiske film, der adskiller de metalliserede elektroder. Denne defekt kan være metallisk, halvlederbaseret eller have dårlig isolering. Hvis defekten er ledende (metallisk eller halvleder), kan kondensatoren udledes ved lave spændinger, men i tilfælde af dårlig isolering, den selvhelbredelse forekommer ved højere spændinger.
Når en spænding VVV påføres en metalliseret filmkondensator med en sådan mangel, en Ohmisk strøm I = v/ri = v/ri = v/r strømmer gennem defekten, hvor RRR er defektens modstand. De nuværende densitet J = v/rπr2j = v/r \ pi r^2j = v/rπr2 strømmer gennem den metalliserede elektrode, hvilket resulterer i en højere koncentration af strøm nær defekten (når RRR falder). Dette medfører lokal opvarmning på grund af Joule Effect , hvor strømforbruget er proportionalt med W = (V2/R) RW = (V^2/R) RW = (V2/R) R. Når temperaturen stiger, falder defektens modstand eksponentielt, hvilket øger både nuværende III og effekt www.
I regioner, hvor elektroden er tættest på defekten, overstiger den nuværende densitet J1J_1J1, hvilket fører til Joule opvarmning Det smelter det metalliserede lag. Dette danner en bue mellem elektroderne, der fordamper metallet i det berørte område, hvilket skaber en isoleret isolationszone uden metallaget. Denne bue slukkes derefter og afslutter selvhelbredelsesprocessen.
Imidlertid udsætter denne proces også dielektrikumet, der omgiver defekten til termiske og elektriske spændinger. Som et resultat, Kemisk nedbrydning , forgasning og endda Carbonisering Kan forekomme, hvilket forårsager lokaliseret mekanisk skade på det dielektriske materialee.
Optimering af udladning af selvhelbredelse
For effektiv Udladning af selvhelbredelse , det er vigtigt at optimere kondensatorens design. Nøglefaktorer inkluderer opnåelse af et ordentligt miljø omkring defekten, valg af en passende Metallagstykkelse vedligeholde et hermetisk forseglet miljø og sikre kerne spænding og kapacitans er passende til applikationen.
En perfekt selvhelbredelsesproces involverer en kort selvhelbredende tid, minimal energiforbrug og præcis defektisolering uden at skade den omgivende dielektrikum. For at undgå kulstofaflejring under selvhelbredelse skal de organiske filmmolekyler have et lavt Carbon-to-hydrogen-forhold og en passende mængde ilt. Dette sikrer, at nedbrydningsprodukterne inkluderer gasser som Co2 , CO og CH4 , som hjælper med at slukke buen ved hurtigt at sprede energien som gas.
Den energi, der kræves til selvhelbredelse, skal styres omhyggeligt-ikke for stor til at skade de omgivende medier og ikke for små til at mislykkes med at fjerne det metalliserede lag omkring defekten. Den mængde energi, der er nødvendig for selvhelbredelse, afhænger af material , tykkelse og miljø af metalliseringslaget. Brug af metaller med lavt smeltningspoint til metallisering Hjælper med at reducere den nødvendige energi og forbedrer selvhelende effektivitet.
Derudover er det vigtigt, at metalliseringslaget opretholder ensartet tykkelse og undgår defekter som ridser, hvilket kan føre til ufuldstændig eller uregelmæssig selvhelbredelse. Kondensatorproducenter, som Cre, sikrer kvaliteten af deres produkter ved at bruge film af høj kvalitet og implementere strenge Materielle inspektioner For at forhindre mangelfulde film i at komme ind i produktionslinjen.
