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什么是薄膜电容器?

薄膜电容器是使用薄塑料膜作为电介质的电容器。这种薄膜采用复杂的薄膜拉伸工艺制成,非常薄。薄膜制造完成后,可以根据电容器所需的特性对其进行金属化或不进行处理。然后添加电极,并将组件安装到保护其免受环境因素影响的外壳中。由于其稳定性、低电感和低成本,它们在许多应用中得到使用。薄膜电容器有很多种类型,包括聚酯薄膜、金属化薄膜、聚丙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜和聚苯乙烯薄膜。这些电容器类型之间的区别在于用作电介质的材料,必须根据应用选择合适的电介质。

例如,PTFE 薄膜电容器具有耐热性,可用于航空航天和军事技术,而金属化聚酯薄膜电容器则用于需要相对低的长期稳定性的应用。如果成本比性能更重要,则使用更便宜的塑料。

薄膜电容器定义

薄膜电容器是一种使用薄塑料膜作为电介质的电容器。它们相对便宜,长期稳定性好,自感和 ESR 低,而一些薄膜电容器可以承受较大的无功功率值。

特征

薄膜电容器因其优越的特性而被广泛使用。这种电容器类型没有极化,因此适合用于交流信号和电源。薄膜电容器可以制成具有非常高精度电容值,并且它们保持该值的时间比其他类型的电容器更长。这意味着老化过程通常比其他类型的电容器(例如电解电容器)慢。薄膜电容器具有较长的保质期和使用寿命,并且非常可靠,平均故障率非常低。它们具有低 ESR(等效串联电阻)、低自感(ESL),因此耗散因数非常低。它们可以承受千伏范围内的电压,并可以提供非常高的浪涌电流脉冲。有一种特殊的薄膜电容器,称为功率薄膜电容器,这种薄膜电容器可以承受超过 200 伏安的无功功率。这些电容器可能具有特殊的螺旋式端子,可以承受大电流。螺旋式端子取代焊接接头,因为有时需要在现场更换功率薄膜电容器。不幸的是,它们优越的电气性能和稳定性是有代价的。薄膜电容器比电解电容器体积更大,这意味着可用的 SMT(表面贴装技术)封装有限。如果超载,它们还可能起火,但这种特性在不同类型的电容器中很常见。

结构与性能

薄膜电容器由薄介电薄膜制成,薄膜一面可镀金属,也可不镀金属。薄膜极薄,厚度不到 1 ?m。将薄膜拉至所需厚度后,将其切成条状。条状的宽度取决于所生产电容器的容量。将两条薄膜条卷在一起,卷成卷状,通常压成椭圆形,以便装入矩形外壳中。这一点很重要,因为矩形元件可以节省印刷电路板上的宝贵空间。通过将两个电极分别连接到其中一条薄膜上,可以添加电极。施加电压,利用薄膜电容器的自愈特性烧掉任何缺陷。然后用硅油密封外壳,以保护薄膜卷免受潮湿,并将其浸入塑料中,以密封内部。

典型的薄膜电容器的电容范围从 1nF 以下到 30?F。它们的额定电压可低至 50V,高至 2kV 以上。它们可用于高振动汽车环境、高温环境和高功率应用。薄膜电容器损耗低、效率高,使用寿命长。

薄膜电容器的应用

功率薄膜电容器用于电力电子设备、移相器、X 射线闪光和脉冲激光器,而低功率版本则用作去耦电容器、滤波器和 A/D 转换器。其他值得注意的应用包括安全电容器、电磁干扰抑制、荧光灯镇流器和缓冲电容器。

照明镇流器用于确保荧光灯正常启动和运行。镇流器出现故障时,灯会闪烁或无法正常启动。旧式镇流器仅使用电感器,这种解决方案的功率因数较差。新设计使用开关电源,依靠薄膜电容器进行功率因数校正。

缓冲电容器是一种保护装置,可抑制或“缓冲”感应反冲电压尖峰。这些电路通常使用薄膜电容器,因为它们具有低自感、高峰值电流和低 ESR,这些都是缓冲设计的关键因素。聚丙烯薄膜电容器常用于此类电路。缓冲电路用于电子领域的许多领域,尤其是反激式 DC-DC 转换器等设备中的电力电子。

薄膜电容器还可以以更常规的方式用作电压平滑电容器、滤波器、音频分频器。它们可用于储存能量并在需要时以高电流脉冲释放能量。高电流电脉冲用于为脉冲激光器供电或产生照明放电。

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