Пленочные конденсаторы: особенности, характеристики и применение

Сравнение пленочных конденсаторов с электролитическими

В статье рассматриваются особенности конструкции и основные характеристики пленочных конденсаторов. Приводятся области использования пленочных и электролитических конденсаторов. Показано, что алюминиевые электролитические конденсаторы предпочтительно использовать в схемах, где требуется запасать энергию, а пленочные конденсаторы успешнее справляются с задачами в сильноточных и высоковольтных цепях.

Конденсаторы в схемах силовой электроники, как правило, выполняют две функции. Первая из них состоит в сглаживании пульсаций напряжения, а вторая – в фильтрации помех для обеспечения электромагнитной совместимости. Причем, в последнем случае задача разделяется на две подзадачи. Для решения одной из них конденсаторы используются в сетевых помехоподавляющих фильтрах, а для решения другой от конденсаторов требуется «умение» подавлять помехи и всплески напряжения длительностью от десятков наносекунд до нескольких микросекунд, вызванные процессами коммутации силовых ключей.

В настоящей статье акцент сделан на конденсаторах, используемых для сглаживания напряжения. Мы рассмотрим, в основном, пленочные конденсаторы, сравним их с алюминиевыми электролитическими конденсаторами и постараемся определить границы применения каждого типа.

Бесспорным преимуществом алюминиевых электролитических конденсаторов является высокая удельная емкость на единицу объема – по этому показателю они превосходят конденсаторы всех других типов. К сожалению, у электролитических конденсаторов немало и недостатков: срок их службы заметно зависит от температуры, у них большое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), что приводит к саморазогреву от токов пульсаций. Кроме того, у них плохие частотные свойства. Перечисленные недостатки электролитических конденсаторов можно в какой-то степени компенсировать за счет корректного их выбора для конкретных приложений, но полностью от них избавиться не удается, что и дает шанс пленочным конденсаторам.

Пленочные конденсаторы имеют меньшую плотность емкость, чем электролитические, но у них заметно меньше ESR при том же значении произведения CV (C – емкость конденсатора, V – номинальное напряжение конденсатора, указанное изготовителем), что позволяет увеличить допустимый ток пульсаций. Пленочные конденсаторы более терпимы к всплескам перенапряжения.

Конденсаторы этого типа в течение ограниченного интервала времени выдерживают перегрузку по напряжению до 100%, в то время как для алюминиевых электролитических конденсаторов перенапряжение, как правило, не должно превышать 20%. В промышленном оборудовании перенапряжение – не редкость: оно может возникать при разрядах молнии и коммутации мощных токоприемников.

Если накопление энергии не является главной задачей, то пленочные конденсаторы выигрывают у электролитических. Например, на низковольтной шине постоянного тока требуется устанавливать конденсаторы, способные пропускать ток пульсаций величиной в сотни, а иногда и тысячи ампер. В этом случае низкое значение ESR является ключевым параметром.

Кроме того, пленочные конденсаторы хорошо подходят для применения в высоковольтном оборудовании. Их максимально допустимое напряжение достигает нескольких тысяч вольт, тогда как для электролитических конденсаторов этот показатель ограничен в пределах 500–550 В. С помощью последовательного соединения конденсаторов можно увеличить указанный диапазон, но при этом уменьшится эквивалентная емкость соединения, да и выравнивание напряжения на последовательно соединенных конденсаторах едва ли можно назвать легкой задачей.

Ну и, конечно, еще одним несомненным преимуществом пленочных конденсаторов над электролитическими является их неполярность, т. е. они могут работать в цепи переменного тока. В таблице приведены основные параметры различных типов пленочных конденсаторов.

Не менее важным для конденсаторов, работающих в силовых цепях, является фактор рассеивания мощности DF (коэффициент потерь). Чем меньше этот коэффициент, тем меньше потери мощности, и соответственно, меньше нагрев. Напомним формулу (1) для вычисления DF:

DF = ESR/XC = tgσ,                  (1)

где XC – емкостное сопротивление конденсатора равное 1/(2πfC).

На рисунке 1 показана зависимость коэффициента рассеяния DF от температуры и частоты. Как видно из рисунка, эта зависимость невелика. Заметим, что коэффициент рассеяния DF у пленочных конденсаторов существенно ниже, чем у электролитических.

На рисунке 2 схематично показано устройство пленочного конденсатора. При их производстве применяются две технологии. В первой из них используется металлизированная фольга, а во второй – напыление металлов. В первой технологии металлическую фольгу толщиной 5 мкм, играющую роль обкладки конденсаторов, помещают между слоями диэлектриков. Вторая технология предполагает напыление алюминия, цинка или сплавов цинка, разогретых примерно до 1200°C, на полипропиленовую пленку толщиной 20–50 нм.

При использовании металлической фольги обеспечиваются высокие значения допустимых токов, но в таких конденсаторах отсутствует или крайне слабо проявляется эффект самовосстановления. У конденсаторов, изготовленных путем напыления металлов, имеется способность самовосстанавливаться после некоторых аварийных ситуаций, что повышает надежность системы в целом. При пробое такого конденсатора возникает электрическая дуга, причем температура в месте пробоя может достигать 6000°C. В этом случае металл испаряется в течение примерно 10 мкс, благодаря чему исчезает проводящий тракт и восстанавливается диэлектрическая прочность поврежденного участка. После процесса самовосстановления может немного уменьшиться емкость конденсатора.

Иногда область металлизации разбивается на множество участков (вплоть до нескольких миллионов), которые соединяются между собой узкими проводниками, играющими роль предохранителей. В этом случае несколько уменьшается максимально допустимый ток, но увеличивается запас прочности, позволяющий повысить допустимое напряжение. Иногда совмещают обе технологии изготовления для получения компромиссных характеристик между максимальным пиковым током и способностью к самовосстановлению.

Приведем несколько примеров использования конденсаторов. На рисунке 3 показана типичная топология системы питания. Рассмотрим случай, когда конденсатор С1 используется для накопления энергии. Допустим, мощность DC/DC-преобразователя составляет P = 1 кВт, а его КПД = 0,9. При этом требуется, чтобы при пропадании входного напряжения в течение t = 20 мс (один период питающего напряжения) величина напряжения на конденсаторе не стала бы менее 300 В. В таком случае емкость конденсатора С1 можно определить из выражения (2):

P ∙ t/КПД = С ∙ (V_N² – V_D²)/2,                   (2)

где V_N = 400 В – начальное напряжение конденсатора С1; V_D = 300 В – конечное напряжение конденсатора в момент времени t = 20 мс.

Подставляя принятые в примере значения, получим С = 654 мкФ. При этом номинальное напряжение конденсатора должно составить 450 В. В ассортименте известных производителей, выпускающих оба типа конденсаторов, например компании TDK, имеется электролитический конденсатор B43508, который вполне удовлетворяет предъявленным требованиям: его емкость составляет 680 мкФ, и он рассчитан на напряжение 450 В.

Эта же компания производит пленочные конденсаторы серии B32678. Их максимальная емкость с нормированным напряжением составляет 180 мкФ. Таким образом, если мы выберем этот конденсатор, нам потребуется соединить четыре компонента параллельно. Разумеется, это решение не является удовлетворительным – оно не экономично и его габариты велики. Следовательно, в данном случае счет 1:0 в пользу электролитических конденсаторов.

Рассмотрим еще один пример системы питания, но большей мощности. В тяговых системах также используется шина питания 400 В, но конденсатор С1 в таком случае предназначен только для сглаживания пульсаций. Допустим, требуется, чтобы пульсации не превышали 4 В при среднеквадратичном значении токе пульсации 80 А и частоте пульсаций f = 20 кГц. Тогда емкость конденсаторов вычисляется из (3):

С = I_СКЗ/(2πfV_П) = 160 мкФ.                      (3)

Максимально допустимый ток пульсаций электролитического конденсатора равен примерно 3,5 А (используем известное эмпирическое правило для электролитических конденсаторов: 20 мА/мкФ). Таким образом, потребуется примерно 23 электролитических конденсатора, включенных параллельно. В то же время с этой же задачей способен справиться один-единственный пленочный конденсатор серии B32678. В данном случае бесспорное преимущество уже не на стороне электролитического компонента, и счет становится 1:1. Следует добавить, что из-за меньшего ESR и коэффициента потерь DF полипропиленового конденсатора уменьшится и рассеяние тепла.

Мы привели этот простой пример с единственной целью – показать, что нельзя однозначно вынести суждение о том, какой из рассмотренных конденсаторов лучше или хуже: каждый из них хорош в разных условиях. Для подтверждения этой «умной мысли» бросим на чашу весов еще экономические соображения.

В [1] приводятся следующие данные по конденсаторам, рассмотренным в примере выше. Удельная стоимость энергоемкости алюминиевого электролитического конденсатора составляет 0,47 долл./Дж, а у пленочного конденсатора этот показатель заметно больше и достигает 3 долл./Дж. Однако если обратиться к удельным показателям на единицу пульсирующего тока, то ситуация изменится на противоположную: удельная стоимость электролитических конденсаторов составит 2,68 долл./А, а пленочных – 0,42 долл./А.

Приведем пример использования пленочных конденсаторов, в котором проявляется их другая сильная сторона – неполярность. На рисунке 4 показано типовое использование этих компонентов в цепи переменного тока на выходе инвертора. Неполярные конденсаторы других типов проигрывают пленочным в данном случае практически по всем параметрам.

Литература

1. Rudy Ramos. Film capacitors: Characteristics and uses in power applications

Пленочные конденсаторы | Основы электроакустики

 Конденсаторы рассчитаны на работу в цепях постоянного, переменного и пульсирую­щего токов, выпускаются на номинальное напряжение 35 и 50 В и включают 45 типономиналов с емкостью от 22 пФ до 0,1 мкф по шкале Е-12. Тангенс угла потерь этих конденсаторов в нормальных условиях ЫО-3. Срок службы до 5000 ч.

Малогабаритные металлопл ен очные конденсаторы К71П-2 выпускают на номинальное напряжение постоянного тока 100 В. Секции конденсаторов размещены в алюминиевых корпусах прямоугольной формы. Два вывода (более длинных) служат токо-отводами, а два других (коротких) — для крепления к плате. Эти конденсаторы применяют для аппаратуры с печатным монтажом. Кроме того, они могут работать в цепях переменного или пульси­рующего тока частотой до 1 МГц, однако при значительном сниже­нии амплитуды напряжения, устанавливаемого для каждой номи­нальной емкости. Сопротивление изоляции между выводами 50000 МОм; тангенс угла потерь 1,5 -10~3; ТКЕ в диапазоне рабо­чих темперааур от — 60 до +85 °С равен 120-10~6 1гС. Срок служ­бы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет.

Конденсаторы К74-8 выпускают для. работы в цепях постоян­ного и пульсирующего тока. При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряжения переменной составляющей при частоте 50 Гц не должна превышать 20 % номинального напряжения (при 500 Гц — 7,5%, при 1000 Гц — 5% и выше 1000 Гц до 10 кГц — 2,5 %), а сумма амплитуды напряжения переменной составляющей и постоянного напряжения — номинального напряжения. Тангенс угла потерь у этих конденсаторов при номинальной температуре составляет 0,01, диапазон рабочих температур от — 60 до +85 °С, срок службы — до 6000 ч.

Пленочные чип конденсаторы vs керамические конденсаторы

Пленочные чип конденсаторы необоснованно получили свое забвение уступив место бюджетным керамическим (MLCC) конденсаторам сери X7R, X5R, Y5R и др.

Попробуем восстановить статус-кво пленочных конденсаторов, описав их преимущества в сравнении с керамическими конденсаторами и побудить инженеров-электронщиков к более активному применению пленочных чип конденсаторов Panasonic.

Пленочные конденсаторы в чип корпусах, как и керамические (MLCC) конденсаторы, имеют многослойную структуру. Несмотря на схожую структуру пленочных конденсаторов с керамическими, пленочные конденсаторы обладают рядом преимуществ в сравнении с последними.

Рисунок 1. Структура пленочного чип конденсатора

Пленочные чип конденсаторы Panasonic изготавливаются на основе диэлектриков Полифениленсульфид (Polyphenylene sulfide (PPS)), Полиэтиленнафталат (Polyethylene naphthalate (PEN)) или Акрилового пластика (Acrylic resin).

Компания Panasonic предлагает 6 серий пленочных чип конденсаторов. В серии ECHU(X), ECHU(C) применен PPS материал, в сериях ECWU(X), ECWU(C), ECWU(V16) – PEN, и в серии ECPU(A) используется акриловый пластик.

Керамические конденсаторы в сравнении с пленочными конденсаторами имеют бОльшую удельную емкость, но в силу свойств бюджетной керамики, и наличия паразитных эффектов, таких как эффект DC-Bias (зависимость емкости от приложенного напряжения), зависимость емкости от температуры, которые нивелируют это преимущество. Принимая это во внимание, пленочные конденсаторы, обладающие меньшей удельной емкостью, но стабильной во всем диапазоне температур и рабочих напряжений, в ряде случаев могут конкурировать с MLCC.

Рисунок 2. Эффект DC-Bias (зависимость емкости от приложенного напряжения) керамического конденсатора

Рисунок 3. Зависимость емкости от температуры MLCC и пленочного конденсатора

Есть и еще один фактор, ограничивающий более широкое применение пленочных чип конденсаторов Panasonic, их рабочие напряжения не превышают 630 вольт прямого тока (VDC), в то время как керамические чип конденсаторы, представленные на рынке, имеют рабочие напряжения в единицы киловольт. Однако эффект DC-Bias и высокий коэффициент абсорбции керамических конденсаторов, в ряде случаев вызывают ограничения по их применению, особенно в высоковольтных цепях.

Рисунок 4. Диэлектрическая абсорбция пленочных и керамического конденсатора

Поэтому, применение пленочных чип конденсаторов в высоковольтных цепях полностью себя оправдывает, а их способность самовосстановления позволяет обеспечить максимальные уровни защиты высоковольтных цепей.

Рисунок 5. Тангенс угла потерь керамического и пленочного конденсатора

Отменные частотные характеристики пленочных конденсаторов обеспечиваются применением материалов, обладающих малым фактором рассеяния (Dissipation Factor) и малым тангенсом угла потерь, позволяющие сохранять основные характеристики в диапазоне частот до 10 МГц.

Рисунок 6. Зависимость импеданса пленочных конденсаторов от частоты

Стабильные частотные характеристики пленочных конденсаторов обеспечивают меньшие уровни искажения третьих гармоник, уменьшают уровни шума в широкой полосе частот и соответственно обеспечивают более высокую стабильность работы схемы.

Рисунок 7. Уровень искажения третьих гармоник керамического и пленочного конденсатора

Пленочные чип конденсаторы практически не заменимы в цепях ФАПЧ, так как имеют преимущества перед керамическими конденсаторами, в силу отсутствия пьезоэлектрического эффекта, не создают шум, они не поляризованы и как результат приводят к более быстрому времени блокировки сигнала (lockup time).

Рисунок 8. Время закрытия конденсаторов

Проблема пьезоэффекта, чувствительность к вибрациям, и механическая прочность керамических конденсаторов, может стать сильной «головной болью» разработчиков электроники. Обнаружить пьезоэффект и устранить проблему бывает не очень легко, а определить внутренне механическое повреждение керамического конденсатора, без применения специального оборудования невозможно. Причем механические повреждения керамических конденсаторов могут возникнуть как в ходе производства, транспортировки, так и в ходе пайки печатной платы и подготовки устройств к серийному выпуску.

Рисунок 9. Рентгеновский снимок дефекта керамического конденсатора

По данным исследовательского центра Eptac 30% выходящих из строя в процессе эксплуатации компонентов являются конденсаторы. При этом около 34% брака керамических конденсаторов отсеивается уже на производстве, около 25% керамических конденсаторов выходят из строя при механическом воздействии на конденсатор, 23% конденсаторов теряют свои функции в процессе пайки.

Мероприятия по дополнительному входному контролю конденсаторов и выходному контролю готовых плат или серийно выпускаемых устройств, а также сервисное обслуживание готовых устройств несут дополнительные временные и финансовые затраты, которые зачастую не учитываются при расчете стоимости комплектующих и могут составлять в разы более высокие фактические затраты.

Рисунок 10. Пьезоэффект керамических конденсаторов

Многие керамические материалы, используемые в качестве диэлектрика в бюджетных конденсаторах, включают титанат бария (BaTiOз), обладающий высокой диэлектрической проницаемостью и могут генерировать напряжение (проявлять пьезоэффект) при механических деформациях или акустических шумах. Многослойная структура пленочных чип конденсаторов Panasonic включают в себя слои алюминиевой фольги с прослойками диэлектрика из Полифениленсульфида, Полиэтиленнафталата или Акрилового пластика, исключающих пьезоэффект.

Рисунок 11. Ударные шумы (пьезоэффект) керамического конденсатора

Так, например, применение пленочных конденсаторов в аудиотрактах, является абсолютно оправданным. Пленочные конденсаторы обладают низкими гармоническими искажениями (Total Harmonic Distortion (THD)) и низкими уровнями шумов звукового диапазона, в сравнении с керамическими конденсаторами, что позволяет достигнуть высочайшего уровня звука аудиоустройств и применять пленочные конденсаторы в высококачественных устройствах класса D.

Рисунок 12. Шум керамического конденсатора в цепях переменного тока.

Рисунок 13. Уровень общих гармонических искажений конденсаторов (THD)

Уровень последовательно сопротивления (ESR) пленочных чип конденсаторов сопоставим с ESR керамических конденсаторов, что в свою очередь определяет допустимые значения тока пульсации и ограничения, связанные с тепловыделением конденсаторов. Взаимосвязанные с этим сроки жизни конденсаторов, позволяют смело утверждать о высокой надежности и длительном сроке жизни пленочных конденсаторов.

Срок жизни пленочных конденсаторов рассчитывается по формуле:

В качестве примера сделаем расчет времени жизни пленочного конденсатор используя следующие параметры:

• Vs = 60% номинального напряжения, при температуре 65°C
• Vo = 1.4Vs, при 85°C, время тестирования 1000 часов

В результате полученных расчетов срок жизни пленочного конденсатора при температуре 65°C, составляет более 150 000 часов. Полученные расчеты показывают, что пленочные конденсаторы Panasonic при достаточно жестких условиях эксплуатации, способны обеспечить надежную работу устройства в течение 17 лет.

Конечно, пленочные конденсаторы не могут в полной мере заменить керамические конденсаторы, в том числе и в силу разницы удельной емкости. Но во многих случаях, таких как, фильтрация пульсаций в DC/DC преобразователях, цепи сопряжения аудио трактов, ФАПЧ схемы высокочастотных трактов, схемs фильтрации и др., применение пленочных конденсаторов полностью обосновано.

Обладая высокой точностью, низкими токами утечки, высоким сопротивлением изоляции, низкой величиной абсорбции, высокой температурной стабильностью, пленочные конденсаторы могут применяются во времязадающих цепях, устройствах выборки и хранения или в системах с низким энергопотреблением.

Пленочные конденсаторы превосходят керамические конденсаторы по надежности, стабильности характеристик в широком частотном, температурном диапазоне и сохраняют свои свойства на протяжении всего срока жизни, что позволяет создавать высоконадежные устройства с гарантированно большим сроком эксплуатации, что особенно важно в ряде промышленных применений.

Доступность:

Пленочные чип конденсаторы Panasonic серий ECHU(X), ECHU(C), ECWU(X), ECWU(C), ECWU(V16), ECPU(A) находятся в массовом производстве и доступны для заказа с короткими сроками поставок.

Ресурсы:

Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ

Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах в качестве диэлектрика используется окись алюминия, диэлектрическая постоянная которой составляет 8–8,5, а градиент напряжения – 0,07 В/А. Поэтому толщина диэлектрика конденсатора на напряжение постоянного тока 900 В должна составлять 12000 ангстрема, или 1,2 мкм. Однако такая толщина диэлектрической пленки для электролитических конденсаторов неприемлема. Это объясняется тем, что для получения требуемой удельной мощности конденсатора в пленке окиси алюминия вытравливаются ямки, формирующие ее микрорельеф, уровень которого зависит от толщины пленки диэлектрика. С увеличением толщины емкостной коэффициент, обусловленный микрорельефом диэлектрика, уменьшается. Это приводит к тому, что значение емкости конденсатора на напряжение 500 В вдвое меньше емкости низковольтного конденсатора. С другой стороны, проводимость электролита конденсатора на напряжение 500 В составляет 5 Ом/см против 150 Ом/см для конденсатора на низкое напряжение. В результате эффективное значение тока высоковольтного конденсатора не может превышать 20 мА/мкФ. По этим причинам максимальное номинальное напряжение электролитических конденсаторов составляет 500–600 В, и для получения требуемого высокого напряжения пользователь должен последовательно соединять несколько конденсаторов. А поскольку существует разброс значений сопротивления диэлектрика конденсаторов, пользователь для балансировки напряжения должен присоединить к каждому конденсатору резистор. При подаче обратного напряжения, в полтора раза превышающего номинальное значение, начинается химическая реакция, и, если это напряжение подается достаточно долго, конденсатор взрывается или вытекает электролит. Чтобы не допустить этого, пользователь вынужден присоединять к каждому конденсатору параллельный диод.
И наконец, рассмотрим наиболее важный для некоторых применений фактор – способность выдерживать выбросы напряжения. Максимально допустимое напряжение выброса электролитических конденсаторов составляет 1,15–1,2 от значения номинального напряжения постоянного тока. Поэтому пользователь при выборе электролитического конденсатора должен учитывать не его номинальное напряжение, а напряжение выброса.

Сравнение пленочных и электрических конденсаторов для различных областей применения
Конденсаторы на большие токи для фильтров цепи постоянного тока. Значения емкости и тока
Рассмотрим требования к конденсаторам, выполняющим функции развязки в цепи электрического транспортного средства с батарейным питанием (рис.2). Одно из основных требований к таким конденсаторам – способность выдерживать большие эффективные значения тока. А значит, для этой области применения пленочные конденсаторы весьма перспективны. Так, если для электрического транспортного средства требуется конденсатор на напряжение постоянного тока 120 В с допустимыми эффективными значениями пульсаций напряжения 4 В и эффективным значением тока 80 А на частоте 10 кГц, то минимальная емкость его составит:
…
Рассмотрим случай применения электролитического конденсатора. Если его предельное эффективное значение тока составляет 20 мА/мкФ, то для обеспечения тока 80 A его емкость должна составлять С = 80/0,02 = 4000 мкФ.
Теперь рассмотрим конденсатор, предназначенный для питаемого от сети драйвера мотора промышленного оборудования. Форма волны цепи развязки по постоянному току имеет вид, приведенный на рис.3. При расчете емкости следует учесть, что частота напряжения питания ниже частоты стабилизатора. Расчет емкости производится по следующей формуле:
…
где Pнаг – мощность в нагрузке; Uпульсаций – напряжение пульсаций; Fстаб – частота стабилизатора.
Для приблизительного расчета эффективного значения тока воспользуемся следующими формулами:
…
…
Таким образом, эффективный ток конденсатора Iэф зависит от мощности в нагрузке, максимального напряжения Umax и напряжения пульсаций Uпульсаций.
Рассмотрим конкретный пример расчета емкости и эффективного значения тока конденсатора на напряжение 1000 В и напряжение пульсаций 200 В. При мощности в нагрузке 1 МВт эффективный ток равен 2468 А, при 500 кВт – 1234 А и при 100 кВт – 247 А.
При сравнении с электролитическим конденсатором вспомним, что его предельный эффективный ток составляет 20 мА/мкФ. Как показали расчеты для пленочного конденсатора, эффективный ток при мощности в нагрузке 1 МВт равен 2468 А. Это значит, что емкость электролитического конденсатора должна составлять 123,4 мФ. Из кривой зависимости емкости от частоты стабилизатора, приведенной на рис.4, получим, что пленочный конденсатор с таким значением емкости нужен для стабилизатора на частоту менее 100 Гц. Частота трехфазного стабилизатора с шестью выпрямительными диодами составляет 300 Гц. Из рис.4 получим, что при мощности в нагрузке 1 МВт требуемая емкость пленочного конденсатора на такую частоту равна всего 18,5 мФ. При меньших значениях мощности в нагрузке требуемые емкости конденсатора еще меньше, и пленочная технология по-прежнему дает лучшее решение. Даже для стабилизатора на частоту 100 Гц емкость конденсатора не превышает 555 мкФ при неизменных значениях напряжения питания и напряжения пульсаций.

Конденсаторы фильтров постоянного тока.
Проблема выброса напряжения
Рассмотрим применение фильтров постоянного тока в таких городских транспортных средствах, как поезда метро, трамваи, тролейбусы и т.п. (рис.5). Форма волны напряжения в линии постоянного тока приведена на рис.6. При подводе мощности к составу контакт между токоприемником и контактным проводом не всегда непрерывен. В случае отсутствия контакта энергия поступает от конденсатора цепи постоянного тока, и при этом напряжение снижается. При восстановлении контакта происходит выброс напряжения:
… где
…
где Undc – номинальное постоянное напряжение; L – индуктивность фильтра; С – емкость фильтра; R – сопротивление фильтра.
Худшие условия возникают тогда, когда изменение напряжения DV равно напряжению контактного провода, поскольку при этом выброс напряжения в два раза превышает номинальное напряжение. Как было указано ранее, пленочные конденсаторы выдерживают такие перегрузки.
А что происходит при использовании электролитического конденсатора? Как уже указывалось, максимальная перегрузка, выдерживаемая электролитическим конденсатором, составляет 1,2 значения номинального напряжения. При номинальном напряжении 1000 В минимальный выброс напряжения, который должен выдержать электролитический конденсатор, будет равен 2·1000/1,2 В = 1670 В. Чтобы выдержать такой выброс напряжения, необходимо последовательно включить четыре конденсатора на напряжение 450 В.

Срок службы
Срок службы пленочных конденсаторов достаточно продолжителен и зависит от рабочего напряжения и температуры горячих точек (рис.7). Температура горячей точки в зависимости от области применения и технологии конденсатора лежит в пределах от 85 до 105°С. Продолжительность срока службы определяется периодом, в течение которого значение емкости уменьшается на 2%. Правда, это теоретическое значение срока службы, поскольку в тех случаях, когда допускается 5%-ное изменение емкости, конденсатор может применяться значительно дольше.

Пленочные конденсаторы компании AVX
Как уже указывалось, компания AVX успешно проводит программу разработки и производства пленочных конденсаторов. В конце 2005 года компания сообщила о расширении рабочих параметров пленочных конденсаторов средней мощности. Конденсаторы семейства FFVE с диэлектриком из не импрегнированного металлизированного полипропилена или полиэфира предназначены для применения в преобразователях топливных элементов, источниках бесперебойного электропитания, драйверах двигателей и источниках питания промышленных систем. Емкость конденсаторов семейства FFVE составляет 12–400 мкФ±10%, номинальное напряжение – 300–1900 В, напряжение, подаваемое при испытаниях на стойкость к выбросам напряжения, равно 1,5 Vndc в течение 10 c, диапазон рабочих температур – -40…105°С. Отличительный параметр конденсаторов семейства – малая паразитная индуктивность – 18–40 нГ.

Новинки
С развитием полупроводниковых приборов повышаются требования к уменьшению индуктивности рассеяния фильтров постоянного тока, с тем чтобы ограничить выбросы напряжения при соединении с полупроводниковыми приборами. И здесь вновь пленочная технология облегчает решение проблемы.
Специалистами компании AVX разработан конденсатор, который может непосредственно монтироваться на IGBT-модуль (рис.8). При разработке конденсатора учитывалось важное требование защиты от воздействия окружающей среды. Поскольку конденсатор предназначен для систем подачи энергии транспортным средствам, его срок службы при номинальных значениях параметров и условиях окружающей среды должен составлять 100 тыс. ч. Чтобы обеспечить такой срок службы, конденсатор монтируется в пластмассовый или алюминиевый корпус, герметически запаянный полиуретаном, обеспечивающим не только защиту от воздействия окружающей среды, но и выполнение требований стандартов огнеупорности подвижных железнодорожных составов NFF 16-101NFF и 16-102. К тому же герметизация полипропиленом позволяет использовать различные типы выводов, например, в виде медной пластины, отделенной от корпуса изолирующей прокладкой.
По пленочной технологии созданы и конденсаторы с менее длительными сроками службы, но большими значениями градиента напряжения, что позволяет увеличить плотность энергии. Специалистами компании определены законы старения конденсаторов и разработаны программные средства, позволяющие ответить на любой специальный запрос заказчика.
Кроме того, благодаря использованию специальной технологии значение паразитной индуктивности новых конденсаторов не превышает 10 нГ даже у конденсаторов большой емкости. В результате при подключении к IGBT-модулю уже не нужно применять развязывающий конденсатор, что удешевляет стоимость конструкции.

Таким образом, если применение требует небольших эффективных значений тока, большие емкости, отсутствие выбросов напряжения и подачи обратного напряжения, пленочные конденсаторы, по-видимому, не смогут конкурировать с электролитическими. Но если необходимы большие напряжения, высокий эффективный ток, стойкость к выбросам напряжения, высокий пиковый ток, пленочные конденсаторы, безусловно, лучший выбор.

III Специализированная выставка нанотехнологий и наноматериалов «NTМЕХ-2006»

За последние десятилетия в материаловедении сформировалось новое направление, связанное с получением и использованием веществ в наносостоянии (когда размер конденсированной фазы хотя бы в одном направлении уменьшается до сотен и единиц нанометров). Переход практически всех веществ в наносостояние существенным образом изменяет его характеристики: электрические, магнитные, оптические, механические, термические, биологические и др., что позволяет создавать принципиально новые функциональные материалы с уникальными потребительскими свойствами.
Научные исследования и прикладные разработки в области наноматериалов и технологий (частицы, материалы, устройства) могут стать в XXI веке ключевыми для всего научно-технического прогресса. Во всех промышленно развитых странах это направление в последние годы стало приоритетным, особенно в связи с развитием наноэлектроники и миниатюризации промышленных и бытовых приборов и устройств.
На сегодняшний день научные коллективы России обладают высоким потенциалом, позволяющим создать наукоемкие производства XXI века. Значительная часть разработок на уровне интеллектуального продукта может быть реализована в промышленности и обладает перспективами выхода на международный финансовый рынок.
Специализированная выставка нано- технологий и материалов «NТМЕХ» – единственная на сегодня выставка, охватывающая все аспекты нано- технологий и материалов – от постановки задач до технического воплощения и промышленного внедрения. Двухлетний опыт проведения мероприятия показал целесообразность проведения проблемно-ориентированных выставок, семинаров и конференций с участием ведущих ученых и специалистов органов государственной власти и промышленных предприятий города Москвы с целью выявления рыночной инвестиционной перспективности инновационных проектов по направлению «нанотехнологии и наноматериалы».

II Специализированная выставка нано- технологий и материалов «NTМЕХ-2005», которая в декабре прошлого года прошла в современном выставочном зале здания Правительства Москвы, занимала выставочную площадь 800 квадратных метров и насчитывала более 60 участников, среди которых академические научно-исследовательские и высшие учебные заведения и известные всему миру промышленные предприятия: Физико-технологический институт РАН, Институт проблем технологий микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Институт физической химии РАН, Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена, ГНЦ РФ ГИРЕДМЕТ, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, ФГУП ЭЗАН, ГНЦ РФ – физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского и ГУ НИИ Биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН, Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, МГУ им. М.В. Ломоносова и РХТУ им. Д.И. Менделеева, Московский энергетический институт (ТУ), Московский государственный институт стали и сплавов (ТУ), Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума «НИЦПВ», ЗАО «Нанотехнология МДТ», РНЦ «Курчатовский институт» и многие другие. Выставка вызвала широкий интерес не только у российских, но и у зарубежных специалистов. За время ее работы выставку посетило около 2500 специалистов, в том числе представители посольств Великобритании и Чили, представители научных кругов Китая, Северной Кореи, Чехии, Голландии, Америки, Италии.
С 5 по 7 декабря 2006 года в Универсальном выставочном зале здания Правительства Москвы (Новый Арбат, 36/9) пройдет III Специализированная выставка нанотехнологий и наноматериалов «NТМЕХ-2006». Организаторами мероприятия являются Департамент науки и промышленной политики города Москвы, Московский комитет по науке и технологиям и Компания МКМ ПРОФ.
Основными целями специализированной выставки являются: демонстрация уникальных достижений предприятий и научных коллективов в области нанотехнологий и наноматериалов, содействие их продвижению на международный рынок, расширение выпуска высокотехнологичной продукции и принципиально новых функциональных материалов с уникальными потребительскими свойствами; содействие внедрению нанотехнологий в различные области науки, техники и производства; установление деловых контактов, привлечение отечественных и зарубежных инвестиций в данный сектор высоких технологий, содействие формированию и реализации национальных и региональных программ по нанотехнологиям и наноматериалам.

III Специализированная выставка нано- технологий и материалов «NТМЕХ-2006» включает следующие тематические разделы:
· наноматериалы и нанотехнологии;
· технология и оборудование для производства наноматериалов;
· модули и оригинальные компоненты на основе наноматериалов;
· услуги в области нанотехнологий;
· наноматериалы для компонентов и микросистем;
· применение нанотехнологий в областях городского хозяйства;
· готовая продукция с использованием нанотехнологий и наноматериалов.

В рамках насыщенной деловой программы выставки пройдут мероприятия (круглые столы, презентации) по вопросам применения нанотехнологий и наноматериалов в различных отраслях, обзор сегодняшнего состояния и перспектив в области и нанотехнологий, и наноматериалов, а также обзор современного состояния и перспектив развития отрасли в России и за рубежом.

Учитывая огромный интерес к новому перспективному направлению инновационной деятельности, основой которого являются нанотехнологии и наноматериалы в промышленно развитых странах, а также наличие высоких достижений в данной области ученых России, приглашаем принять участие в III Специализированной выставке нанотехнологий и наноматериалов «NTМЕХ-2006» и ждем Вас на выставке и мероприятиях деловой программы.

Дирекция выставки:
Телефон/факс: (095) 502-19-38, 502-19-37, 775-17-20
www.mkmexpo.ru , e-mail: [email protected]

Пленочные конденсаторы, теория и примеры

Определение и общие сведения о пленочных конденсаторах

Часто диэлектриком в пленочных конденсаторах служат: тефлон, поликарбонат, металлизированная бумага, полиэстер. Плёночные конденсаторы разделяют в зависимости от материала диэлектрика, например, выделяют полистирольные, фторопластовые, полипропиленовые и другие конденсаторы. Электродами в таких конденсаторах часто служит фольга. Иногда диэлектрик не разделяют слоями фольги, а металлизируют.

Емкости данного типа конденсаторов изменяются от нескольких пикофарад до сотен микрофарад.

Как известно, электрическая емкость конденсатора зависит от площади его обкладок. Для компактного вмещения наибольшей площади и применяют пленочные конденсаторы. При этом используют принцип многих слоев, создавая конденсатор из множества слоев диэлектрика, разделенного обкладками. Рабочее напряжение пленочных конденсаторов варьируется в широком диапазоне. Иногда конденсаторы рассматриваемого типа имеют номинальное напряжение более чем 2 кВ.

По способу размещения слоев диэлектрика и обкладок пленочные конденсаторы делят на радиальные и аксиальные.

Одним их самых важных свойств пленочных конденсаторов считается их способность к самовосстановлению. Данное свойство обеспечивает высокую надежность этого типа конденсаторов, в сравнении с другими конденсаторами. Кроме этого пленочные конденсаторы обладают высокой тепловой стабильностью. Пленочные конденсаторы технологически изготовлены так, что они имеют высокое постоянство основных параметров при изменении приложенного напряжения. Они имеют высокую нагрузку по переменному току, что имеет большое значение для уменьшения нагрева элемента во время работы. Пленочные конденсаторы — это одно из лучших решений при наличии высокочастотных импульсных токов.

Примеры решения задач

Конденсаторы | Пленочные конденсаторы | DigiKey

7000

7000

CAP FILM 1000PF 5% 50 В пост. PCF1012CT-ND PCF1012DKR-ND

ECH-U (B)

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Активный

6 1000 pF 5%

30 В

50 В

Полифениленсульфид (PPS), металлизированный — многослойный

—

-55 ° C ~ 125 ° C

Поверхностный монтаж

0805 (2012 метрическая система)

0.079 дюймов x 0,049 дюйма (2,00 мм x 1,25 мм)

0,039 дюйма (1,00 мм)

Контактные площадки под пайку

—

общего назначения

—

—

CAP FILM 0,47UF 5% 16 В пост.

ECW-U (C)

Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

0.47 мкФ

± 5%

8V

16V

Полиэстер, полиэтиленнафталат (PEN), металлизированный — многослойный

—

-55 ° C ~ 105 ° C

Крепление на поверхность

2416 (6041 метрическая система)

0,236 дюйма (длина) x 0,161 дюйма (ширина) (6,00 мм x 4,10 мм)

0,118 дюйма (3,00 мм)

Контактные площадки для пайки

—

общего назначения

—

—

CAP FILM 0,022 мкФ 5% 50 В постоянного тока РАДИАЛЬНЫЙ

$ 0.74000

2,039 — Немедленно

KEMET

KEMET

1

399-13051-ND

SMR

Навалом%

навалом%

9000 0,05000

9000

30 В

50 В

Полифениленсульфид (PPS), металлизированный

—

-55 ° C ~ 150 ° C

Сквозное отверстие

Радиальное

0,283 дюйма L x 0,098 дюйма W (7,20 мм x 2,50 мм)

0.256 дюймов (6,50 мм)

Штыри для ПК

0,197 дюйма (5,00 мм)

Общего назначения

—

Высокотемпературный

ПЛЕНКА КРЫШКИ 220PF 5% 100 В постоянного тока РАДИАЛЬНАЯ

00 $

00

5,414 — Немедленно

KEMET

KEMET

1

399-7683-ND

PFR

Навалом

Актив

2205

2205

100V

Полипропилен (PP)

—

-55 ° C ~ 100 ° C

Сквозное отверстие

Радиальное

0.283 дюйма x 0,177 дюйма (7,20 мм x 4,50 мм)

0,236 дюйма (6,00 мм)

Выводы для ПК

0,197 дюйма (5,00 мм)

Высокая частота, переключение; High Pulse, DV / DT

—

—

CAP FILM 1UF 10% 100VDC 3925

$ 3.03000

3150 — Непосредственные компоненты Panasonic Electronic 9205

Электронные компоненты Panasonic

1

PCF1246TR-ND PCF1246CT-ND PCF1246DKR-ND

ECW-U (C)

Лента и катушка (Dig) Катушка 9000i ®

Активный

1 мкФ

± 10%

40 В

100 В

Полиэстер, полиэтиленнафталат (PEN), металлизированный — многослойный

—

-55 ° C ~ 125 ° C

Крепление на поверхность

3925 (9863 метрическая система)

0.386 x 0,248 дюйма (9,80 x 6,30 мм)

0,209 дюйма (5,30 мм)

Контактные площадки под пайку

—

общего назначения

—

—

CAP FILM 2.2UF 20% 560VDC РАДИАЛЬНЫЙ

$ 1,59000

1282 — Немедленно

KEMET

KEMET

1

399-12708-ND

R

2.2 мкФ

± 20%

275V

560V

Полипропилен (PP), металлизированный

—

-40 ° C ~ 110 ° C

Сквозное отверстие

Радиальное

1,043 «L x 0,512» W (26,50 мм x 13,00 мм)

0,870 дюйма (22,10 мм)

Выводы для ПК

0,886 дюйма (22,50 мм)

Подавление электромагнитных помех, радиопомех

X2

—

CAP FILM 4.7UF 10% 450VDC РАДИАЛЬНЫЙ

$ 3.68000

0 — Немедленно

EPCOS — TDK Electronics

EPCOS — TDK Electronics

1

495-2920-ND

B32674

± 10%

—

450V

Полипропилен (ПП), металлизированный

7,5 мОм

-40 ° C ~ 105 ° C

Сквозное отверстие

Радиальное

1,240 дюйма L x 0.709 дюймов (31,50 мм x 18,00 мм)

1,083 дюйма (27,50 мм)

Выводы ПК

1,083 дюйма (27,50 мм)

Линия постоянного тока, фильтрация постоянного тока

AEC-Q200

Long Life

CAP FILM 40UF 5% 650VDC RADIAL

$ 6,82000

180 — Немедленно

KEMET

KEMET

1

Активный

40 мкФ

± 5%

—

650V

Полипропилен (ПП), металлизированный

2.8 мОм

-40 ° C ~ 105 ° C

Сквозное отверстие

Радиально — 4 вывода

1,654 дюйма x 1,181 дюйма (42,00 мм x 30,00 мм)

1,780 дюйма (45,20 мм)

Штыри для ПК

1,476 дюйма (37,50 мм)

Автомобильная промышленность; Линия постоянного тока, фильтрация постоянного тока

AEC-Q200

—

CAP FILM 100 мкФ 10% 800VDC RADIAL

Cornell Dubilier Electronics (CDE)

1

338-1918-ND

944U

Большой объем

Активный

100 мкФ

± 10%

—

Полипропилен (

) PP), металлизированный

0.5 мОм

-40 ° C ~ 85 ° C

Монтаж на шасси

Радиально, банка

Диаметр 3,327 дюйма (84,50 мм)

1,614 дюйма (41,00 мм)

Резьбовой, наружный

1,772 дюйма (45,00 мм )

Линия постоянного тока, фильтрация постоянного тока

—

—

CAP FILM 1000PF 5% 100VDC RADIAL

$ 0,32000

13,976OS

13,976OS 9000 — Immediate 9000 EPC 0 EPC0 — Немедленно 9000 EPC — TDK Electronics000 000 9005 9005 900eth50 63V000 ° ~ 100 ° C000 Nicon80000005000500050005000 9006 9006 900 pF000 N F (A) 1 495-5014-2-ND 495-5014-1-ND B32529 Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Активный 1000 пФ ± 5% 63V 100V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 125 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0.283 дюйма x 0,098 дюйма (7,20 мм x 2,50 мм) 0,256 дюйма (6,50 мм) Штыри для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность; EMI, подавление RFI AEC-Q200 — CAP FILM 2200PF 5% 63VDC RADIAL $ 0,32000 12,966OS 12,966OS 9000 — Немедленно 9000 EPC Электроника 1 495-4971-2-ND 495-4971-1-ND B32529 Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Active 2200 пФ ± 5% 40V 63V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 125 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0 .283 дюйма x 0,098 дюйма (7,20 мм x 2,50 мм) 0,256 дюйма (6,50 мм) Штыри для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность; EMI, подавление радиопомех AEC-Q200 — CAP FILM 0,15 мкФ 5% 100 В постоянного тока RAD 399-R82EC3150DQ70JCT-ND 399-R82EC3150DQ70JTB-ND R82 Cut Tape (CT) Tape & Box (TB) 0.15 мкФ ± 5% 63V 100V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 105 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0,283 дюйма Д x 0,138 дюйма Ш (7,20 мм x 3,50 мм) 0,299 дюйма (7,60 мм) Штыри для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность AEC-Q200 — КРЫШКА ПЛЕНКА 0,015 мкФ 5% 50 В постоянного тока 1210 $ 0.62000 3,050 — Немедленно Электронные компоненты Panasonic Электронные компоненты Panasonic 1 PCF1342TR-ND PCF1342CT-ND- PCF1342DKR PCF1342DKR PCF1342DKR Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active 0,015 мкФ ± 5% 30V 50V Полифениленсульфид (- PPS), металлизированный В штабелировании — -55 ° C ~ 125 ° C Крепление на поверхность 1210 (3225 метрическая система) 0.126 дюймов x 0,098 дюйма (3,20 мм x 2,50 мм) 0,051 дюйма (1,30 мм) Контактные площадки под пайку — общего назначения — — CAP FILM 1000PF 5 % 100VDC 1206 $ 0,70000 5787 — Немедленно Cornell Dubilier Electronics (CDE) Cornell Dubilier Electronics (CDE) 1 338-2779 -2779-1-ND 338-2779-6-ND FCN Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный 1000 pF ± 5% 63V 100V Полиэстер, полиэтиленнафталат (PEN), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 105 ° C Поверхностный монтаж 1206 (3216 метрических единиц) 0 .126 дюймов x 0,063 дюйма (3,20 мм x 1,60 мм) 0,051 дюйма (1,30 мм) Контактные площадки под пайку — общего назначения — — CAP FILM 10000PF 10 % 630VDC RAD $ 0,72000 10982 — Немедленно EPCOS — TDK Electronics EPCOS — TDK Electronics 1 495-4999-2-ND -ND B32620 Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Active 10000 pF ± 10% 400V 630V Полипропилен (PP), металлизированный (PP), металлизированный Сложенный — -55 ° C ~ 105 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0.394 дюйма x 0,197 дюйма (10,00 мм x 5,00 мм) 0,413 дюйма (10,50 мм) Выводы для ПК 0,295 дюйма (7,50 мм) High Pulse, DV / DT — — CAP FILM 0,22 мкФ 5% 63 В постоянного тока РАДИАЛЬНО $ 0,29000 1,596 — Немедленно KEMET KEMET KEMET Навалом Активно 0.22 мкФ ± 5% 40V 63V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 105 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0,283 дюйма Д x 0,098 дюйма Ш (7,20 мм x 2,50 мм) 0,256 дюйма (6,50 мм) Штифты для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность AEC-Q200 — КРЫШКА ПЛЕНКА 8200PF 5% 100 В постоянного тока РАДИАЛЬНАЯ $ 0.31000 1,315 — Немедленно Nichicon Nichicon 1 493-3487-ND QYX Bulk — 100V Полиэстер — -40 ° C ~ 85 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0,256 дюйма L x 0,118 дюйма W (6,50 мм x 3,00 мм) 0,472 дюйма (12,00 мм) Штыри для ПК 0.197 дюймов (5,00 мм) Общего назначения — — CAP FILM 1000PF 5% 100 В постоянного тока РАДИАЛЬНО $ 0,32000 40,1208 EOS 9 — Немедленно EPCOS — TDK Electronics 1 495-1132-ND B32529 Навалом Active 1000 пФ ± 5% 1000 pF ± 5% 10054 Полиэстер Терефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 125 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0.287 дюймов (длина) x 0,098 дюйма (ширина) (7,30 мм x 2,50 мм) 0,256 дюйма (6,50 мм) Штыри для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность; EMI, подавление радиопомех AEC-Q200 — CAP FILM 1UF 10% 100VDC RADIAL $ 1.02000 2725000 TDK520188 EPC 9000 EPC 9000 EPC 9000 — Немедленно 9000 EPC Электроника 1 495-4926-1-ND 495-4926-3-ND B32529 Cut Tape (CT) Tape & Box (TB) Active 1 мкФ ± 10% 63V 100V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 125 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0 .307 дюймов (длина) x 0,307 дюйма (ширина) (7,80 мм x 7,80 мм) 0,512 дюйма (13,00 мм) Штыри для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Автомобильная промышленность; EMI, подавление радиопомех AEC-Q200 — CAP FILM 470PF 5% 400 В постоянного тока RAD $ 0,43000 5, 0 WIM 00 1928-1270-ND — Навалом Активный 470 пФ ± 5% 220V 400V Полипропилен (PP) — Сквозное отверстие Радиальное 0.283 дюйма x 0,177 дюйма (7,20 мм x 4,50 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм) Выводы для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Высокая частота, переключение; High Pulse, DV / DT — — CAP FILM 3300PF 5% 50VDC RADIAL $ 0,45000 3,079 — Немедленно 05000 493-3449-ND QYX Навалом Активный 3300 пФ ± 5% — 50V Полиэстер — -40 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0.217 дюймов (длина) x 0,118 дюйма (ширина) (5,50 мм x 3,00 мм) 0,335 дюйма (8,50 мм) Штыри для ПК 0,138 дюйма (3,50 мм) общего назначения — — CAP FILM 6800PF 2,5% 250VDC RAD $ 0,60000 3740 — Немедленно WIMA WIMA 1 607 Активный 6800 пФ ± 2.5% 160V 250V Полипропилен (PP) — -55 ° C ~ 100 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0,283 дюйма L x 0,256 дюйма W (7,20 мм x 6,50 мм) 0,315 дюйма (8,00 мм) Выводы для ПК 0,197 дюйма (5,00 мм) Высокочастотный, коммутационный; High Pulse, DV / DT — — CAP FILM 0,33 мкФ 10% 100 В пост. TDK Electronics 1 495-75704-ND SilverCap ™ B32560 Bulk Not for New Designs 0.33 мкФ ± 10% 63V 100V Полиэстер, полиэтилентерефталат (ПЭТ), металлизированный — многослойный — -55 ° C ~ 125 ° C Сквозное отверстие 2-DIP 0,354 дюйма x 0,106 дюйма (9,00 мм x 2,70 мм) 0,224 дюйма (5,70 мм) Штыри для ПК 0,295 дюйма (7,50 мм) общего назначения — — CAP FILM 6200PF 3% 1.6KVDC RAD $ 0.66000 5,968 — Немедленно Электронные компоненты Panasonic Электронные компоненты Panasonic 1 P15430-ND ECW-H (A) ± 3% 700 В 1600 В (1,6 кВ) Полипропилен (ПП), металлизированный — -40 ° C ~ 105 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0.701 дюйм (длина) x 0,280 дюйма (ширина) (17,80 мм x 7,10 мм) 0,386 дюйма (9,80 мм) Выводы для ПК 0,591 дюйма (15,00 мм) Высокочастотный, коммутационный — — CAP FILM 0.33UF 5% 630VDC RADIAL $ 0,67000 3,394 — Немедленно Panasonic Electronic Components Panasonic Electronic Components 1 Навалом Активно 0.33 мкФ ± 5% 141V 630V Полипропилен (PP), металлизированный — -40 ° C ~ 105 ° C Сквозное отверстие Радиальное 0,717 дюйма L x 0,335 дюйма W (18,20 мм x 8,50 мм) 0,535 дюйма (13,60 мм) Выводы ПК 0,591 дюйма (15,00 мм) Высокочастотный, коммутационный — — Пленочный конденсатор | Типы | Конденсаторная направляющая Что такое пленочные конденсаторы? Пленочные конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется тонкая пластиковая пленка.Эта пленка получается чрезвычайно тонкой с помощью сложного процесса вытягивания пленки. После изготовления пленки ее можно металлизировать или оставить без обработки, в зависимости от необходимых свойств конденсатора. Затем добавляются электроды, и сборка устанавливается в корпус, который защищает ее от факторов окружающей среды. Они используются во многих приложениях из-за их стабильности, низкой индуктивности и низкой стоимости. Есть много типов пленочных конденсаторов, в том числе полиэфирная пленка, металлизированная пленка, полипропиленовая пленка, пленка из ПТФЭ и полистирольная пленка.Основное различие между этими типами конденсаторов заключается в материале, используемом в качестве диэлектрика, и правильный диэлектрик должен быть выбран в соответствии с применением. Пленочные конденсаторы из ПТФЭ, например, термостойкие и используются в аэрокосмической и военной технике, в то время как конденсаторы с металлизированной полиэфирной пленкой используются в приложениях, требующих относительно низкой долговременной стабильности. Более дешевые пластмассы используются, если стоимость важнее производительности. Определение пленочного конденсатора Пленочный конденсатор — это конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется тонкая пластиковая пленка.Они относительно дешевы, стабильны во времени и имеют низкую самоиндукцию и ESR, в то время как некоторые пленочные конденсаторы могут выдерживать большие значения реактивной мощности. Характеристики Пленочные конденсаторы широко используются благодаря своим превосходным характеристикам. Этот тип конденсаторов не поляризован, что делает их пригодными для использования в качестве сигнала переменного тока и питания. Пленочные конденсаторы могут изготавливаться с очень точными значениями емкости, и они сохраняют это значение дольше, чем другие типы конденсаторов. Это означает, что процесс старения обычно происходит медленнее, чем в конденсаторах других типов, таких как электролитический конденсатор.Пленочные конденсаторы имеют длительный срок хранения и срок службы, они очень надежны и имеют очень низкую среднюю частоту отказов. Они имеют низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), низкую самоиндукцию (ESL) и, как следствие, очень низкие коэффициенты рассеяния. Их можно сделать так, чтобы они выдерживали напряжения в диапазоне киловольт и могли обеспечивать очень сильные импульсы импульсного тока. Доступен особый класс пленочных конденсаторов, который называется силовыми пленочными конденсаторами, и этот класс пленочных конденсаторов может выдерживать реактивную мощность, превышающую 200 вольт-ампер.Эти конденсаторы могут иметь специальные винтовые клеммы, которые выдерживают высокие токи. Винтовые клеммы заменяют паяные соединения, поскольку силовые пленочные конденсаторы иногда необходимо менять в полевых условиях. К сожалению, их превосходные электрические свойства и стабильность имеют свою цену. Пленочные конденсаторы более громоздкие, чем их электролитические эквиваленты, что означает, что доступны ограниченные пакеты SMT (технология поверхностного монтажа). Они также могут загореться при перегрузке, но эта характеристика в некоторой степени характерна для различных типов конденсаторов. Строительство и недвижимость Пленочные конденсаторы изготовлены из тонкой диэлектрической пленки, которая может быть или не быть металлизированной с одной стороны. Пленка очень тонкая, ее толщина составляет менее 1 мкм. После того, как пленка будет вытянутой до нужной толщины, ее разрезают на ленты. Ширина лент зависит от емкости производимого конденсатора. Две ленты пленки скручены в рулон, который часто спрессовывается в овальную форму, чтобы он мог поместиться в прямоугольный корпус.Это важно, поскольку прямоугольные компоненты экономят драгоценное место на печатной плате. Электроды добавляются путем подключения каждого из двух электродов к одной из пленок. Подается напряжение, чтобы выжечь любые дефекты, используя свойство самовосстановления пленочных конденсаторов. Затем корпус герметизируется силиконовым маслом для защиты рулона пленки от влаги и погружается в пластик, чтобы герметично запечатать внутреннюю часть. Типичные пленочные конденсаторы имеют емкость от менее 1 нФ до 30 мкФ.Они могут быть выполнены с номинальным напряжением от 50 В до более 2 кВ. Они могут быть изготовлены для использования в автомобильных средах с высокой вибрацией, при высоких температурах и в приложениях с высокой мощностью. Пленочные конденсаторы обеспечивают низкие потери и высокую эффективность, обеспечивая при этом длительный срок службы. Приложения для пленочных конденсаторов Силовые пленочные конденсаторы используются в устройствах силовой электроники, фазовращателях, рентгеновских вспышках и импульсных лазерах, в то время как варианты с низким энергопотреблением используются в качестве развязывающих конденсаторов, фильтров и в аналого-цифровых преобразователях.Другими известными приложениями являются предохранительные конденсаторы, подавление электромагнитных помех, балласты люминесцентных ламп и демпфирующие конденсаторы. Балласты для освещения используются для правильного включения и работы люминесцентных ламп. Когда балласт неисправен, свет будет мигать или не запустится должным образом. В старых балластах использовался только индуктор, решение, которое обеспечивает низкий коэффициент мощности. В новых конструкциях используется импульсный источник питания, в котором для коррекции коэффициента мощности используются пленочные конденсаторы. Демпферные конденсаторы — это защитные устройства, которые гасят или подавляют выбросы индуктивного обратного напряжения. В этих схемах часто используются пленочные конденсаторы из-за их низкой самоиндукции, высокого пикового тока и низкого ESR, которые являются критическими факторами в конструкции демпфера. В схемах такого типа чаще всего используются пленочные полипропиленовые конденсаторы. Демпферы используются во многих областях электроники, особенно силовой электроники в таких устройствах, как обратные преобразователи постоянного тока в постоянный и другие. Пленочные конденсаторы могут также использоваться более обычным образом в качестве конденсаторов сглаживания напряжения, в фильтрах, кроссоверах аудио.Их можно использовать для накопления энергии и высвобождения ее в виде сильноточного импульса, когда это необходимо. Сильноточные электрические импульсы используются для питания импульсных лазеров или генерации световых разрядов. Что такое пленочный конденсатор и различные типы пленочных конденсаторов и их применение Конденсаторы являются одними из тех обязательных пассивных электрических компонентов, которые присутствуют в широком диапазоне цепей. Если вы энтузиаст DIY, который увлечен электронными схемами, понимание типов конденсаторов является обязательным, чтобы правильно использовать их в соответствующих схемах.В этой статье мы поможем вам расшифровать и понять использование одного из наиболее распространенных типов конденсаторов, называемых пленочными конденсаторами . Мы уже обсудили основы конденсаторов, их типы и где их использовать. Обратите внимание, что пленочные конденсаторы известны под многими именами, некоторые из них — полиэфирные конденсаторы и майларовый конденсатор , в этой статье они рассматриваются в целом. Как правило, конденсаторы можно разделить на две большие категории: поляризованные и неполяризованные .Пленочный конденсатор является разновидностью неполяризованного конденсатора и довольно популярен благодаря своей универсальности и невысокой стоимости. Читайте дальше, чтобы узнать больше о пленочных конденсаторах: что такое пленочные конденсаторы, как они изготавливаются и что делает их такими популярными в своем классе. Начнем с краткого знакомства с этим маленьким пассивным устройством. Что такое пленочный конденсатор? Пленочный конденсатор представляет собой неполяризованный конденсатор , а его диэлектрик изготовлен из тонких пластиковых пленок .Эти пластиковые пленки иногда металлизируются и доступны на рынке под названием «металлизированные конденсаторы». Эти конденсаторы иногда также называют металлизированным конденсатором или пластиковым конденсатором . Тонкопленочный конденсатор — это не что иное, как биполярные конденсаторы с пластиковыми пленками в качестве диэлектрика. Эти пленки либо металлизируют, либо просто укладывают слоями, чтобы сформировать рулон или конфету прямоугольной формы. Обычно используемые диэлектрики: полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE) / полифениленсульфид (PPS) . Основным преимуществом использования пленочного конденсатора является то, что он имеет очень низкий коэффициент искажения и исключительные частотные характеристики.Широкий ассортимент пластиковой пленки, используемой для различных пленочных конденсаторов, делает их универсальными. Кроме того, эти конденсаторы не изнашиваются быстро и подходят для высокого напряжения и высокочастотных приложений , таких как схемы связи / развязки, АЦП, аудиосхемы и многое другое. Мы также ранее обсуждали байпасные и развязывающие конденсаторы, которые часто используются для конденсаторов. Общие сведения о пленочных конденсаторах, полиэфирных конденсаторах, майларовых конденсаторах и полипропиленовых конденсаторах Прежде чем мы продолжим нашу статью, нам нужно понять значение популярных терминов «пленочный конденсатор», «полиэфирный конденсатор», «майларовый конденсатор» и «полипропиленовый конденсатор».Существует много типов пленочных конденсаторов, основанных на типе пластикового диэлектрического материала, используемого в конденсаторе, из которых наиболее часто используются полиэфирные конденсаторы и полипропиленовые конденсаторы . Полиэфирный конденсатор, также известный как , полиэфирный пленочный конденсатор , имеет диэлектрический материал, сделанный из полимера под названием полиэтилентерефталат (ПЭТ) . Это причина, по которой этот конденсатор иногда называют пленочным конденсатором из ПЭТФ .Есть много производителей полиэфирных конденсаторов, из которых Hostaphan является ведущим. Обращаясь к названию производителя, полиэфирный конденсатор также иногда называют майларовым конденсатором . Типичный майларовый конденсатор показан ниже. Полипропиленовый конденсатор — это другой тип пленочного конденсатора, в котором диэлектрический материал изготовлен из полипропилена (PP), называемого полимером, отсюда и название полипропиленовый пленочный конденсатор или пленочный конденсатор PP .Типичный полипропиленовый конденсатор показан ниже . Точно так же существует более 10 различных типов пленочных конденсаторов на основе полимера типа , используемого в качестве диэлектрика, их свойства немного меняются, но общая функциональность и применение почти не меняются. Подробности мы рассмотрим позже, но перед этим давайте углубимся в историю. Краткая история пленочных конденсаторов До того, как появились пленочные конденсаторы, в цепях развязки использовались бумажные конденсаторы. В бумажных конденсаторах использовалась пропитанная бумага, на которую были нанесены металлические полосы и свернуты в цилиндрические формы. Однако, поскольку в качестве диэлектрика в этих конденсаторах использовалась бумага, они не только были подвержены экологическим дефектам, но и были довольно громоздкими. Поэтому ученые начали поиск решения, которое минимизировало бы эти проблемы. Это было время, когда пластмассовая промышленность процветала, и ученые обнаружили, как использование определенных пластиковых пленок в качестве диэлектрика обеспечивало долгосрочную стабильность с точки зрения ее электрических параметров.Это также помогло уменьшить размер, так как многослойные бумаги были заменены всего несколькими листами пластика. По мере развития технологий размер этих конденсаторов был уменьшен, поскольку они стали более тонкими и надежными. Типы пленочных конденсаторов и их применение Вскоре после того, как был представлен первый пленочный конденсатор, в пластмассовой промышленности начался рост производства более тонких и долговечных изделий. Различные типы пленочных конденсаторов типа использовались на протяжении многих лет в качестве диэлектрика для различных схем.Есть некоторые пленочные конденсаторы, в которых пластиковые пленки просто помещаются между алюминиевой фольгой, а есть другие, где пластиковая пленка металлизируется посредством процесса, при котором металл осаждается на самой пленке. В общем, пленочные конденсаторы можно разделить на два типа на основе конструкции . Обратите внимание, что классификация основана только на конструкции. Пленочные / фольговые конденсаторы Как следует из названия, в пленочном / фольговом конденсаторе используются пластиковые пленки в качестве диэлектрика, и он помещен внутри двух слоев электродов, изготовленных из алюминиевой фольги .Эти чередующиеся слои имеют такую ​​структуру, что металлические слои не контактируют друг с другом. Эти конденсаторы могут быть индуктивными или неиндуктивными. Индуктивный пленочный фольговый конденсатор намотан таким образом, что алюминиевая фольга помещается в центре двух пленок. Алюминиевая фольга не соединяется друг с другом напрямую, а через подводящий провод, который удерживает всю обмотку. На Рисунке 1 показано то же самое. Алюминиевая фольга в конденсаторе из непроводящей фольги расположена так, что каждая фольга в определенной степени расположена вне пленок, как показано на рисунке 2. Характеристики пластикового пленочного конденсатора Высокое сопротивление изоляции Хорошая стабильность емкости Высокая эффективность даже при высокой частоте Используемый диэлектрик: полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE) Применение пластикового пленочного конденсатора Применение пленочного / фольгового конденсатора зависит от типа используемого диэлектрика. Пленочные / фольговые конденсаторы из ПЭТФ хороши для связи, развязки и байпаса. Пленочные / фольговые конденсаторы PP — хороший вариант для использования в цепях, требующих высокой частоты коммутации, таких как резонансные и генераторные цепи, источники питания и т. Д. Конденсаторы металлизированные пленочные Основное различие между пленочным конденсатором из фольги и металлизированным конденсатором заключается в том, что в последнем вместо наслоения металлические электроды сплавлены с обеих сторон пластикового диэлектрика.Несмотря на то, что это увеличивает стоимость, а также добавляет дополнительную стадию в производственный процесс, он обладает превосходной стабильностью и меньшими размерами, чем конденсатор из пленочной фольги. Толщина пластиковой пленки может составлять всего 0,6 мкм, чтобы получить желаемое значение емкости. Характеристики металлизированного пленочного конденсатора: Свойство самовосстановления: это свойство позволяет конденсатору восстанавливать себя, а не замыкаться накоротко, если электроды соприкасаются друг с другом.Это, в свою очередь, увеличивает надежность конденсатора . Компактный размер и форма Используемый диэлектрик: полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE) / полифениленсульфид (PPS) Применение металлизированного пленочного конденсатора: Металлические пленочные конденсаторы широко используются в силовых электронных схемах, включая цепи промежуточного контура, импульсные цепи, схемы переключения и т. Д. Металлизированные пленочные конденсаторы малой мощности находят свое применение в развязке и фильтрации. Характеристики и применение пленочных конденсаторов Помимо обычного использования конденсаторов для накопления электрических зарядов, пленочные конденсаторы обладают и другими функциями. Биполярность и исключительные частотные характеристики делают их популярными в высокочастотных схемах . Как правило, типичное значение емкости для этих конденсаторов находится в пределах от 1 нФ до 30 мкФ . Эти небольшие пассивные компоненты могут иметь номинальное напряжение от 50 В до и до 2 кВ, поэтому их можно использовать в широком диапазоне приложений. Один из интересных фактов заключается в том, что в этих пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используются разные типы пластиковой пленки. Каждый тип пленки обеспечивает различные температурные и частотные характеристики конденсатора в целом. Следовательно, при правильном выборе диэлектрика можно подобрать оптимальное решение для своих нужд в своих схемах. Например, если вы ищете пленочный конденсатор для размещения в цепи, предназначенной для приложений с высокой мощностью / высокой частотой, например, индукционных нагревателей, пленочный конденсатор PP r будет лучшим выбором. На рисунке ниже показано сравнение частотных и температурных характеристик 4 различных диэлектриков из пластиковой пленки, а именно PP, PPS, PEN и PET. Единственная разница между этими конденсаторами — это диэлектрический материал, и вы можете заметить, что изменение температуры и частоты довольно заметно. Пленочные конденсаторы известны в основном своим низким коэффициентом рассеяния , стабильной емкостью и высоким сопротивлением изоляции. , среди прочего, такими как отрицательные температурные характеристики и высокая надежность.Поэтому они являются популярным выбором для широкого спектра приложений. От простых схем выборки / хранения для АЦП, колебательных схем, таймеров до устройств связи / развязки высокопроизводительных силовых электронных схем — эти пленочные конденсаторы обеспечивают оптимальную производительность. Эти конденсаторы заменили керамические и электролитные конденсаторы во многих схемах в автомобилях и промышленности за последние несколько десятилетий.Давайте сравним пленочный конденсатор с другими популярными конденсаторами и узнаем, что делает их лучшим выбором для определенных приложений. Чем пленочный конденсатор отличается от электролитического конденсатора и керамического конденсатора? Первое различие, которое совершенно очевидно между этими тремя конденсаторами, заключается в используемом диэлектрике типа и их конструкции. В то время как в пленочных конденсаторах используются тонкие листы пластиковых пленок, в керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используются листы из керамического материала.Оба они биполярны по своей природе. Электролитические конденсаторы, с другой стороны, содержат оксиды, действующие как диэлектрик, и имеют полярную природу. Различия в производстве и диэлектриках имеют огромное влияние на их характеристики. Как уже говорилось, конденсаторы из пластиковой пленки / металлизированной пленки доступны в широком диапазоне значений емкости . Керамические конденсаторы, с другой стороны, идеальны только для цепей, требующих низкой емкости.Для конкретных приложений, таких как обработка аналоговых сигналов и аудиосхемы, пленочные конденсаторы предпочтительнее керамических конденсаторов из-за низкого коэффициента искажения , который они предлагают. Также при высоких емкостях керамические конденсаторы имеют тенденцию иметь высокую нелинейность , которая влияет на характеристики схем. Для таких приложений, как схемы связи / развязки, предпочтительны конденсаторы с высокой емкостью и низкой стоимостью. Поэтому хороший выбор — как электролитические, так и пленочные конденсаторы.Другим важным фактором, который учитывается при разработке таких схем, является значение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) и ESL (эквивалентная последовательная индуктивность) конденсатора. Как уже обсуждалось, пленочные конденсаторы имеют на лучшее значение ESR и ESL () и очень меньший коэффициент искажения по сравнению с электролитическими конденсаторами и поэтому предпочтительнее алюминиевых электролитических конденсаторов. Кроме того, если мы сравним время старения между этими тремя конденсаторами, пленочные конденсаторы имеют тенденцию сопротивляться стадии износа в течение самого длительного времени среди них.Это делает их лучшим выбором для высоковольтных и высокочастотных приложений. Конструкция пленочного конденсатора Стандартный метод производства этих конденсаторов начинается с удаления тонкого слоя пластиковой пленки. Толщина этой пленки определяет значение емкости. Поскольку значение емкости увеличивается с уменьшением расстояния между электродами, поэтому меньшая толщина пленки на указывает на более высокое значение емкости .Как правило, типичное значение емкости для этих конденсаторов находится в пределах от 1 нФ до 30 мкФ . После того, как пленка извлечена в соответствии с желаемым значением емкости и напряжением пробоя, она металлизируется алюминием или цинком и прокатывается, образуя «основной рулон». В случае конденсатора из пленки / фольги пленки просто прокладываются между листами алюминиевой фольги, образуя рулон. На рисунке ниже показана блок-схема различных этапов , связанных с изготовлением металлизированного пленочного конденсатора . Затем этим рулоном манипулируют с помощью различных процессов, таких как продольная резка, намотка и сплющивание, в зависимости от размера конденсатора и желаемых электрических характеристик. Как только конденсатор приобретает желаемую форму и размер, выступающие электроды подвергаются процессу металлизации, называемому «Schoopage». Здесь сжиженные металлы, такие как цинк, алюминий или олово, используются для создания защитного слоя на электродах. Затем боковые концы обмотки опрыскивают сжатым воздухом и затем подвергают воздействию напряжения, чтобы сжечь любые существующие дефекты на поверхности электродов. Поскольку конденсаторы легко подвержены воздействию влаги, обмотку пропитывают силиконовым маслом или любой другой изолирующей жидкостью. Наконец, эта обмотка готова к припайке к металлическим клеммам конденсатора. После пайки конденсатор подвергается заключительному этапу защитного покрытия, при котором его корпус погружается в защищенное покрытие или заливается на внешний кожух. Чем отличаются эти 7 типов диэлектриков пластиковых пленочных конденсаторов? — Блог о пассивных компонентах Источник: блог Capacitor Faks Пленочные конденсаторы подразделяются на конденсаторы с пластиковой пленкой, конденсаторы с металлизированной пластиковой пленкой и конденсаторы с композитной пленкой.В конструкции этих различных типов пленочных конденсаторов используются одни и те же диэлектрические материалы. В композитных пленочных конденсаторах в конструкции компонента используется комбинация диэлектрических материалов. Пленочные конденсаторы обладают характеристиками, которые делают их пригодными для широкого спектра применений, включая фильтрацию, развязку, шунтирование, подавление электромагнитных помех, связь импульсов, блокировку и сглаживание. Конденсаторы с пластиковой пленкой обеспечивают высокую надежность в экстремальных условиях окружающей среды.По сравнению с конденсаторами других типов, устройства с пластиковой пленкой имеют более низкое эквивалентное последовательное сопротивление и коэффициент рассеяния. Диэлектрики, используемые в конденсаторах с пластиковой пленкой Конденсаторы с пластиковой пленкой обеспечивают высокую стабильность, длительный срок хранения, низкое эквивалентное последовательное сопротивление, низкую самоиндукцию и высокую способность поглощать скачки напряжения. Диэлектрический материал, используемый в пленочном конденсаторе, во многом определяет свойства компонента. Некоторые из ключевых свойств диэлектрического материала, которые определяют рабочие характеристики конденсатора, включают диэлектрическую постоянную, коэффициент рассеяния, объемное удельное сопротивление, максимальную температуру применения, электрическую прочность и диэлектрическое поглощение.Эти параметры варьируются от одного диэлектрического материала к другому. Наиболее распространенными диэлектрическими материалами, используемыми в конструкции пластиковых пленочных конденсаторов, являются полипропилен и полиэстер. Другие диэлектрики, используемые в конструкции пленочных конденсаторов, включают поликарбонат, полистирол, политетрафторэтилен (PTFE), полиэтиленнафталат (PEN), полифениленсульфид (PPS), полиимид и бумагу. Полиэстер Полиэстер имеет высокую диэлектрическую проницаемость по сравнению с полипропиленом и является одним из наиболее широко используемых диэлектрических материалов.Эта высокая диэлектрическая проницаемость позволяет создавать конденсаторы с небольшими физическими размерами. Конденсаторы из полиэстера, также известные как майларовые конденсаторы, обладают хорошими самовосстанавливающимися свойствами и относительно дешевы. При высоких температурах полиэфирные конденсаторы рассеивают больше энергии. Эта характеристика делает эти конденсаторы непригодными для высокочастотных и сильноточных приложений переменного тока. Кроме того, полиэфир демонстрирует значительное изменение емкости, до 5%, когда температура приближается к низкому или высокотемпературному пределу.Из-за этой характеристики полиэстер не подходит для изготовления прецизионных конденсаторов. Конденсаторы из полиэфира в основном используются в приложениях общего назначения на уровне плат, таких как блокировка, шунтирование, развязка и некоторые схемы шумоподавления. Полипропилен Полипропилен обычно используется в конструкции конденсаторов для высокочастотного переменного тока. Этот диэлектрический материал имеет низкий коэффициент рассеяния, высокую прочность на пробой, низкое диэлектрическое поглощение, высокое сопротивление изоляции и легко доступен.Эти свойства делают полипропилен предпочтительным диэлектрическим материалом для широкого спектра применений, включая демпфирующие цепи, высокочастотные системы переменного тока, высоковольтные системы постоянного и переменного тока и сильноточные системы постоянного тока. Полипропиленовые конденсаторы могут работать в широком диапазоне температур. В отличие от полиэфирных конденсаторов, емкость полипропиленового конденсатора уменьшается с температурой. Из-за своих температурных характеристик полипропиленовые конденсаторы обычно используются в качестве дополнения к полиэфирным конденсаторам.Это достигается путем параллельного подключения полиэфирного конденсатора и полипропиленового конденсатора. Несмотря на свои впечатляющие свойства, полипропилен имеет более низкую диэлектрическую проницаемость, чем полиэстер. Кроме того, этот материал недоступен в тонких пленках. По сравнению с полиэфиром, полипропилен дороже и не подходит, когда физический размер компонента является ключевым фактором. Полифениленсульфид (PPS) Полифениленсульфид имеет отличные температурные характеристики и обычно используется для изготовления прецизионных конденсаторов.Емкость этих конденсаторов существенно не меняется при изменении температуры. Конденсаторы PPS обычно используются для замены поликарбонатных конденсаторов в электронных схемах. Диэлектрические постоянные этих двух материалов схожи, и оба имеют высокую пробивную прочность. Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Конденсаторы ПТФЭ, также известные как тефлоновые конденсаторы, представляют собой конденсаторы с низкими потерями, которые обеспечивают превосходную стабильность. ПТФЭ имеет относительно низкую диэлектрическую проницаемость, около 2.1, и поэтому он не подходит для создания компонентов с небольшой площадью основания. Тефлоновые конденсаторы подходят для высокотемпературных применений и могут использоваться в системах, которые подвергают компоненты воздействию температур до 200 ° C. Конденсаторы из ПТФЭ имеют низкие значения емкости и относительно дороги. Полистирол Конденсаторы из полистирола обладают чрезвычайно низкими потерями и высокой емкостной стабильностью при температуре, обычно до ± 1% 0 в диапазоне от -55 ° C до + 85 ° C.Его низкая диэлектрическая проницаемость, равная 2,1, делает его подходящим для применений с низкой емкостью и высокой стабильностью, таких как схемы синхронизации. Полиимид (каптон) Полиимид имеет высокую диэлектрическую проницаемость, около 3,4, и обычно используется для создания компонентов для высокотемпературных применений. Каптоновые конденсаторы могут использоваться в системах, которые могут подвергать компоненты воздействию температур до 250 ° C. Металлизированные полиимидные конденсаторы имеют плохие характеристики самовосстановления. Поликарбонат Поликарбонат имеет среднюю диэлектрическую проницаемость около 2.7, и он обычно используется в конструкции конденсаторов для высокотемпературных применений. Конденсаторы из поликарбоната — это компоненты с низкими потерями, которые обладают хорошими электрическими характеристиками в широком диапазоне температур. Конденсаторы из поликарбоната широко использовались в военных целях. Однако поликарбонатная пленка имеет ограниченный доступ и не рекомендуется для новых дизайнов. В таблице ниже приведены некоторые характеристики обычных диэлектриков из пластиковой пленки. Диэлектрический материал Диэлектрическая проницаемость (K) Пробой напряжения (В / мл) Коэффициент рассеяния (%) Макс.Рабочая температура (° C) Полиэстер 3,3 14 500 <1,5 125 Полипропилен 2,2 16 250 <0,1 105 Полиэтиленнафталат (PEN) 3,2 14 000 <1 125 Полифениленсульфид (PPS) 3,0 14 000 <0.2 200 Teflon ™ (PTFE) 2,1 7 000 <1 200 Конденсаторы из металлизированной пластиковой пленки »Электроника Металлизированные пластиковые пленочные конденсаторы бывают разных форм и из разных материалов. Они полезны во многих приложениях, особенно в качестве компонентов с выводами. Capacitor Tutorial: Использование конденсатора Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Супер конденсатор Конденсатор SMD Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы — подсказки и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования Пластиковые пленочные конденсаторы бывают нескольких видов.По сути, они используют металлизированную пластиковую пленку, чтобы электроды могли быть созданы и разнесены друг от друга. Различные типы конденсаторов из металлизированной пластиковой пленки обладают разными свойствами, каждый из которых подходит для немного разных применений. Значения конденсаторов с металлизированной пластиковой пленкой могут варьироваться от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад в зависимости от фактического типа. Обычно они неполярные. В общем, это хорошие конденсаторы общего назначения, которые можно использовать для различных целей, хотя их высокочастотные характеристики обычно не так хороши, как у керамических типов. Основы пленочного конденсатора Пленочные конденсаторы известны под различными названиями, включая пластмассовые пленочные конденсаторы, пленочные диэлектрические конденсаторы или полимерные пленочные конденсаторы и металлизированные пленочные конденсаторы. Основная концепция конденсаторов этого типа — изолирующая пластиковая пленка в качестве диэлектрика. Иногда это можно комбинировать с бумагой в качестве носителя электродов. Из диэлектрических пленок получается очень тонкая пленка — отсюда и название.Затем он используется в качестве диэлектрического материала между двумя электродами или пластинами. Диэлектрик и электродные пленки или пластины наматываются вместе в цилиндр, или несколько слоев помещаются вместе и добавляются внешние соединения. Может использоваться множество различных пластиковых пленок. Каждый тип имеет свои собственные свойства, подробно описанные в разделе, посвященном диэлектрикам. Конденсатор пленочный полипропиленовый Конструкция пленочного конденсатора Есть два основных формата изготовления пленочных конденсаторов.Фактический тип конструкции зависит от используемого диэлектрического материала и требований к физической конструкции. Пленочная фольга: Пленочный конденсатор этой формы имеет два электрода из металлической фольги, разделенных пластиковой пленкой. Клеммы обычно присоединяются к торцам электродов с помощью сварки или пайки. Металлизированная пленка: В пленочных конденсаторах этого типа пластиковая пленка имеет очень тонкий слой металлизации, нанесенный на пленку.Тонкий металлический слой обычно имеет толщину всего от 0,02 до 0,1 мкм. Это вакуумное нанесение на пластиковую пленку. Я оставляю небольшую область свободной от металлизации на обоих концах, поэтому можно подключить металлизацию к одному или другому соединению пленочного конденсатора. Некоторые особые типы конструкции могут использоваться для пленочных конденсаторов, которые требуются для нишевых или специализированных приложений. Это не так широко распространено. Самовосстановление Одним из аспектов пленочных конденсаторов является самовосстановление.Самовосстановление или очистка происходит, когда дефекты вызваны небольшими отверстиями, дефектами пленки или скачками внешнего напряжения. Любая дуга испаряет тонкую металлизацию пленки вокруг повреждения, тем самым удаляя металлизацию в области дефекта и удаляя любой проводящий материал в этой области. Если нет проводящего материала, конденсатор не может закоротить между пластинами, и неисправность будет устранена. Пленочные конденсаторы диэлектрики Многие диэлектрики известны под своими названиями и сокращениями. Поскольку существует большое количество различных диэлектриков для различных типов пленочных конденсаторов, ниже приводится краткое описание различных типов. Полиэстер / майлар ПЭТ: Конденсаторы с пластиковой пленкой этого типа производятся как с металлизированной намоткой, так и с пленочной фольгой. Эти пленочные конденсаторы являются недорогими и относительно небольшими по своей емкости. Они обычно используются для электронных устройств общего назначения. Их максимальный температурный диапазон 125 ° C позволяет изготавливать их в качестве компонентов для поверхностного монтажа, хотя в этом формате они не так широко используются, как керамические типы, которые почти загнали их в угол рынка ценностей. ниже 1 мкФ. Конденсатор с полиэфирной пленкой Одним из недостатков пленочного конденсатора этого типа является то, что он может создавать шум при использовании в приложениях, где есть вибрация. . . . . . Подробнее о полиэфирных конденсаторах Поликарбонат, ПК: Пленочные конденсаторы этого типа, хотя и являются очень успешной и полезной, больше не производятся, потому что производитель пленки прекратил их производство примерно в 2000 году. Ближайшим типом замены обычно считается ПП, диэлектрик полипропилен. Пленочные конденсаторы этого типа производятся как намотанные, так и пленочные / фольговые. Конденсаторы имеют низкий коэффициент рассеяния и относительно стабильны при температуре, часто до ± 80 ppm во всем температурном диапазоне. В результате они часто используются в схемах синхронизации, фильтрах и других точных аналоговых приложениях. Пленочный конденсатор этого типа обеспечивает умеренный уровень потерь, которые могут увеличиваться с увеличением частоты. Обладает очень высоким сопротивлением изоляции. .. . . . Подробнее о конденсаторах из поликарбоната Полистирол: Эти пленочные конденсаторы также продаются под торговой маркой Styroflex. Раньше они были известны как дешевые конденсаторы общего назначения с высокой стабильностью, низким рассеянием и утечкой. Пленки нельзя было сделать тоньше 10 мкм, и это ограничивало достижимые уровни емкости. Температурные характеристики также были низкими, максимальная рабочая температура составляла 85 ° C.В результате они больше не используются широко и обычно заменяются полиэфирными. Конденсатор из полистирольной пленки Эти пленочные конденсаторы, как правило, имеют очень низкие потери, но они громоздкие. У них также есть температурный коэффициент около -150 частей на миллион / ° C. . . . . . Подробнее о конденсаторы из полистирола Полиэтиленсульфид, PPS: Эти пленочные конденсаторы производятся только как металлизированные пленочные. Они предлагают очень низкие колебания температуры в диапазоне температур, обычно ± 1.5%. Коэффициент рассеяния довольно мал, как и частотная зависимость. Эти пленочные конденсаторы хорошо подходят для приложений, где стабильность частоты имеет первостепенное значение, и для приложений, где могут встречаться высокие температуры. Их также можно найти в форматах для поверхностного монтажа, хотя их стоимость, как правило, намного выше, чем у керамических аналогов. Полиэтиленнафталат, PEN: Эти пленочные конденсаторы производятся только в виде металлизированных пленок.Они принадлежат к семейству полиэфиров, но обеспечивают лучшую устойчивость к высоким температурам и характеристики. В результате они больше подходят для SMD-приложений, где процесс пайки требует намного более высоких температур, чем для версий с выводами. Значения температурной и частотной зависимости для конденсаторов PEN очень похожи на значения для версий из полиэстера ПЭТ. Однако в результате меньшей относительной диэлектрической проницаемости физический размер конденсатора больше для данной емкости. Доступен специальный высоковольтный диэлектрик PEN, который идеально подходит для многих применений с высоким напряжением и высокими температурами. Общие пленочные конденсаторы PEN используются для некритичной фильтрации, связи и развязки в электронных схемах, где температурные зависимости не важны. Политетрафторэтилен, ПТФЭ: Пленочные конденсаторы ПТФЭ производятся как в металлизированной пленке, так и в вариантах пленка / фольга. Одной из ключевых особенностей пленочного конденсатора этой формы является его очень высокая термостойкость — он может выдерживать температуры 200 ° C и выше. Существуют трудности с изготовлением пленки из ПТФЭ с достаточно жестким допуском.В результате эти конденсаторы, как правило, дороги и производятся ограниченным числом производителей. В связи с этим конденсаторы, как правило, предназначены для специальных применений. Полипропилен, PP: . . . . . Подробнее о полипропиленовых конденсаторах Это основные типы пленочных конденсаторов, которые можно встретить в большинстве приложений. Есть и другие виды, но их можно встретить сравнительно редко. Сводка по металлопленочным конденсаторам В таблице ниже представлены некоторые характерные особенности некоторых из наиболее широко используемых металлизированных пластиковых пленочных конденсаторов, которые можно учитывать при проектировании схем или замене старых компонентов. Металлопленочный конденсатор Сводка Параметр ПЭТ РУЧКА ППС PP Относительная диэлектрическая проницаемость при 1 кГц 3.3 3,0 3,0 2,2 Минимальная толщина пленки (мкм) 0,75 0,1 1,2 2 Поглощение влаги (%) Низкий 0,4 0,05 <0,1 Электрическая прочность (В / мкм) 580 ~ 500 470 650 Диапазон напряжения постоянного тока конденсатора (В) 50–100 10–250 10–100 40–2000 Диапазон емкости 100pf — 22 мкФ 100 пФ — 1 мкФ 100пФ — 0.47 мкФ 100 пФ — 10 мкФ Коэффициент рассеяния a 1 кГц 50–200 40–80 2–15 0,5 — 5 Коэффициент рассеяния a 10 кГц 100–150 50–150 2,5 — 25 2–10 Коэффициент рассеяния a 100 кГц 170–300 120–300 10-6- 2-25 Коэффициент рассеяния a 1 МГц 200–350 20-70 5-40 Существует много различных типов металлизированных пленочных и пластиковых пленочных конденсаторов.Несмотря на то, что они используют похожую форму технологии, разнообразие диэлектриков означает, что они имеют множество рабочих параметров, и для обеспечения оптимальных характеристик необходим тщательный выбор типа диэлектрика. Другие электронные компоненты: резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле Вернуться в меню «Компоненты».. . Конденсатор пластиковой пленки В пленочных конденсаторах пластиковая пленка используется для построить диэлектрик, а алюминий или цинк используются для построить электроды конденсатора. Пленочные конденсаторы бывают также известный как конденсаторы с пластиковой пленкой или пленочный диэлектрик конденсаторы. Конденсаторы с пластиковой пленкой в ​​основном используются в схемах. где требуются низкие потери и высокое сопротивление изоляции. Пластик определение пленочного конденсатора Пластиковый пленочный конденсатор — это конденсатор, который использует пластиковую пленку в качестве диэлектрика и алюминий или цинк в качестве электроды для хранения электрического заряда. Что диэлектрик? Диэлектрик — это изоляционный материал, между электродами конденсатора. Диэлектрические материалы выбран на основе их способности допускать электростатическое притяжение и отталкивание.Хорошие диэлектрические материалы — плохие проводники электричество. Однако они допускают электростатическое поле. Конденсаторы с пластиковой пленкой, полиэстер, полипропилен, полиэтилентерефталат и полифенилен сульфиды обычно используются в качестве диэлектриков. Типы пленочных конденсаторов Пленочные конденсаторы делятся на два типы: Конденсаторы пленочно-фольговые Конденсаторы металлизированные пленочные Пленка-фольга конденсаторы Конденсатор пленочно-фольгированный состоит из двух частей. пластиковые пленки или листы; каждый покрыт тонким алюминием металлическая фольга или лист.Пластиковые листы и алюминиевые листы затем прокатываются в виде цилиндра и проволочные выводы прикреплены к обоим концам алюминиевых листов. Полиэстер, полипропилен, полиэтилентерефталат и полифенилен сульфиды обычно используются в качестве диэлектрика в пленочных конденсаторах. В пластиковые пленочные конденсаторы, алюминиевые листы действуют как электроды и пластиковые листы действуют как диэлектрик. Металлизированный пленочные конденсаторы В металлизированных пленочных конденсаторах алюминиевый лист или фольга заменяется слоем металла с вакуумным напылением на пленочном слое. Наиболее часто используемый металлический слой — это очень тонкий алюминий или цинк. Слои полиэтиленовой пленки из синтетической материал действует как диэлектрик, а алюминиевые слои действуют как электроды.Главное преимущество пленочных диэлектрических конденсаторов над естественными диэлектрическими конденсаторами заключается в том, что пластиковая пленка синтетический или искусственный. Таким образом, мы можем увеличить толщина и термостойкость диэлектрика. Другими словами, мы можем изменить толщину и термостойкость пластика пленочный конденсатор. Приложения пленочных конденсаторов Различные области применения пленочных конденсаторов включают: Аналого-цифровые преобразователи Фильтры Моторный пробег Детекторы пикового напряжения Преимущества пленочных конденсаторов Высокая стабильность Низкая стоимость Низкие потери даже на высоких частотах Что такое пленочные конденсаторы? — ES Components Пленочные конденсаторы или конденсаторы с пластиковой пленкой — это неполяризованные конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в ​​качестве диэлектрика.Пленки диэлектрика вытянуты в тонкий слой, снабженный металлическими электродами, и намотаны в цилиндрическую обмотку. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенные на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего получаются металлизированные пленочные конденсаторы или отдельная металлическая фольга, покрывающая пленку, называемые пленочными / фольговыми конденсаторами. Металлизированные пленочные конденсаторы обладают самовосстанавливающимися свойствами. Пробой диэлектрика или короткое замыкание между электродами не разрушают компонент.Металлизированная конструкция позволяет изготавливать намотанные конденсаторы с большими значениями емкости (до 100 мкФ и более) в меньших корпусах, чем в конструкции пленка / фольга. Конденсаторы из пленки / фольги или конденсаторы из металлической фольги используют две пластиковые пленки в качестве диэлектрика. Каждая пленка покрыта тонкой металлической фольгой, в основном алюминиевой, для формирования электродов. Преимущество этой конструкции — простота подключения электродов из металлической фольги, а также отличная сила импульса тока. Ключевым преимуществом внутренней конструкции каждого пленочного конденсатора является прямой контакт с электродами на обоих концах обмотки. Этот контакт сокращает все пути тока. Конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно, что снижает внутренние омические потери (ESR) и ESL. Собственная геометрия конструкции пленочных конденсаторов приводит к низким омическим потерям и низкой паразитной индуктивности, что делает их пригодными для приложений с высокими импульсными токами (демпферы) и для приложений питания переменного тока или для приложений с более высокими частотами. В качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов используются пластиковые пленки: полипропилен (PP), полиэфир (PET), полифениленсульфид (PPS), полиэтиленнафталат (PEN) и политетрафторэтилен или тефлон (PTFE). Полипропиленовая пленка с долей рынка около 50% и полиэфирная пленка с долей около 40% являются наиболее часто используемыми пленочными материалами. Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт