Výhody a mechanismy samoléčení ve filmových kondenzátorech
Jedna z nejvýznamnějších výhod samoléčení filmové kondenzátory je jejich vlastní schopnost samoléčení , což přispělo k jejich rychlému růstu na trhu s kondenzátory. Tyto kondenzátory vykazují dva odlišné samoopravné mechanismy: výboj samouzdravovací a elektrochemické samoléčení . První nastává při vyšších napětích, označovaných také jako vysokonapěťové samoléčení, zatímco druhé může probíhat při velmi nízkém napětí, známém jako nízkonapěťové samoléčení.
Výbojový samoléčebný mechanismus
V případě samoléčení výbojem předpokládejme, že je defekt v dielektrickém organickém filmu, který odděluje metalizované elektrody. Tato vada může být kovová, na bázi polovodičů nebo má špatnou izolaci. Pokud je vada vodivá (kovová nebo polovodičová), kondenzátor se může vybíjet při nízkém napětí, ale v případě špatné izolace samoléčení se vyskytuje při vyšším napětí.
Když se na kondenzátor s pokovenou fólií s takovou vadou přivede napětí VVV, an ohmický proud I=V/RI = V/RI=V/R protéká defektem, kde RRR je odpor defektu. The proudová hustota J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 protéká metalizovanou elektrodou, což má za následek vyšší koncentraci proudu v blízkosti defektu (jak se rrr snižuje). To způsobuje lokální zahřívání v důsledku Joulův efekt , kde spotřeba energie je úměrná W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. Se stoupající teplotou exponenciálně klesá odpor defektu a zvyšuje se jak proud III, tak výkon WWW.
V oblastech, kde je elektroda nejblíže defektu, proudová hustota J1J_1J1 přeroste, což vede k Joule ohřev která roztaví pokovenou vrstvu. Tím se mezi elektrodami vytvoří oblouk, který odpaří kov v postižené oblasti a vytvoří izolovanou izolační zónu bez kovové vrstvy. Tento oblouk pak zhasne a dokončí se proces samoléčení.
Tento proces však také vystavuje dielektrikum obklopující defekt tepelnému a elektrickému namáhání. v důsledku toho chemickým rozkladem , zplynování a dokonce karbonizace může dojít k místnímu mechanickému poškození dielektrického materiálu.
Optimalizace samoléčení výboje
Pro efektivní výboj samouzdravovací , je důležité optimalizovat konstrukci kondenzátoru. Mezi klíčové faktory patří dosažení správného prostředí kolem defektu a výběr vhodného tloušťka kovové vrstvy udržování hermeticky uzavřeného prostředí a zajištění napětí jádra a kapacita jsou vhodné pro danou aplikaci.
Dokonalý proces samohojení zahrnuje krátkou dobu samohojení, minimální spotřebu energie a přesnou izolaci defektů, aniž by došlo k poškození okolního dielektrika. Aby se zabránilo ukládání uhlíku během samoléčení, molekuly organického filmu by měly mít nízkou hodnotu poměr uhlíku k vodíku a dostatečné množství kyslíku. To zajišťuje, že produkty rozkladu zahrnují plyny jako CO2 , CO a CH4 , které pomáhají uhasit oblouk rychlým rozptýlením energie jako plynu.
Energie potřebná pro samoléčení musí být pečlivě řízena – ne příliš velká, aby poškodila okolní média, a ne příliš malá, aby selhala při odstraňování metalizované vrstvy kolem defektu. Množství energie potřebné pro samoléčení závisí na materiál , tloušťka a prostředí metalizační vrstvy. Použití kovů s nízkou teplotou tání pro metalizace pomáhá snižovat potřebnou energii a zlepšuje účinnost samoléčení.
Kromě toho je důležité, aby si metalizovaná vrstva zachovala rovnoměrnou tloušťku a vyhnula se defektům, jako jsou škrábance, které by mohly vést k neúplnému nebo nepravidelnému samoléčení. Výrobci kondenzátorů, jako je CRE, zajišťují kvalitu svých produktů používáním vysoce kvalitních fólií a zaváděním přísných opatření materiálové kontroly aby se na výrobní linku nedostaly vadné fólie.
