Fordelene og mekanismene for selvhelbredelse i filmkondensatorer
En av de mest betydningsfulle fordelene med Selvheling filmkondensatorer er deres iboende Selvhelende evne , som har bidratt til deres raske vekst i kondensatormarkedet. Disse kondensatorene viser to distinkte selvhelbredende mekanismer: Utløp selvheling og Elektrokjemisk selvheling . Førstnevnte forekommer ved høyere spenninger, også referert til som høyspent selvhelbredelse, mens sistnevnte kan finne sted ved veldig lave spenninger, kjent som lavspent selvheling.
Utladning av selvhelbredende mekanisme
I tilfelle av utskrivning selvhelbredelse, la oss anta at det er en feil i den dielektriske organiske filmen som skiller de metalliserte elektrodene. Denne defekten kan være metallisk, halvlederbasert eller ha dårlig isolasjon. Hvis feilen er ledende (metallisk eller halvleder), kan kondensatoren slippe ut ved lave spenninger, men i tilfelle av dårlig isolasjon, Selvheling forekommer ved høyere spenninger.
Når en spennings VVV påføres en metallisert filmkondensator med en slik defekt, en Ohmisk strøm I = v/ri = v/ri = v/r flyter gjennom defekten, der RRR er defektens motstand. De strøm tetthet J = v/rπr2j = v/r \ pi r^2j = v/rπr2 strømmer gjennom den metalliserte elektroden, noe som resulterer i en høyere konsentrasjon av strøm nær defekten (da RRR reduseres). Dette forårsaker lokal oppvarming på grunn av Jouleeffekt , hvor strømforbruket er proporsjonalt med w = (v2/r) rw = (v^2/r) rw = (v2/r) r. Når temperaturen stiger, synker feilens motstand eksponentielt, og øker både strøm III og strøm www.
I regioner der elektroden er nærmest feil Joule oppvarming Det smelter det metalliserte laget. Dette danner en bue mellom elektrodene, som fordamper metallet i det berørte området, og skaper en isolert isolasjonssone uten metalllaget. Denne buen slukkes deretter, og fullfører selvhelbredelsesprosessen.
Imidlertid utsetter denne prosessen også den dielektriske som omgir defekten til termiske og elektriske spenninger. Som et resultat, Kjemisk nedbrytning , forgasning, og til og med karbonisering kan oppstå, forårsake lokal mekanisk skade på det dielektriske materialeet.
Optimalisering av utflod selvheling
For effektiv Utløp selvheling , er det avgjørende å optimalisere kondensatorens design. Nøkkelfaktorer inkluderer å oppnå et riktig miljø rundt feilen, velge en passende metalllagets tykkelse , vedlikeholde et hermetisk forseglet miljø, og sikre kjernespenning og kapasitans er passende for applikasjonen.
En perfekt selvhelbredende prosess innebærer en kort selvhelbredende tid, minimalt energiforbruk og presis defektisolasjon, uten å skade den omkringliggende dielektrikken. For å unngå karbonavsetning under selvhelbredelse, bør de organiske filmmolekylene ha en lav Karbon-til-hydrogenforhold og en tilstrekkelig mengde oksygen. Dette sikrer at nedbrytningsproduktene inkluderer gasser som Co2 , CO , og CH4 , som hjelper til med å slukke buen ved raskt å spre energien som gass.
Energien som kreves for selvheling må styres nøye-ikke for stor til å skade de omkringliggende mediene, og ikke for liten til å mislykkes i å fjerne det metalliserte laget rundt feilen. Mengden energi som er nødvendig for selvheling, avhenger av material , tykkelse , og miljø av metalliseringslaget. Bruke metaller med lite smeltepunkt for metallisering Hjelper med å redusere energien som trengs og forbedrer selvhelbredende effektivitet.
I tillegg er det viktig at metalliseringslaget opprettholder ensartet tykkelse og unngår feil som riper, noe som kan føre til ufullstendig eller uregelmessig selvheling. Kondensatorprodusenter, som CRE, sikrer kvaliteten på produktene sine ved å bruke høykvalitetsfilmer og implementere strenge materialinspeksjoner For å forhindre at mangelfulle filmer går inn i produksjonslinjen.
