薄膜电容器

 

什么是薄膜电容器？

 

薄膜电容器是使用薄塑料薄膜作为电介质的电容器。使用复杂的电影制作流程，这部电影制作得非常薄。一旦膜被制造，它可以被金属化或不经处理，这取决于电容器的所需性质。然后添加电极，并将组件安装到防止环境因素的情况下。它们在许多应用中被使用，因为它们的稳定性，低电感和低成本。有多种类型的薄膜电容器，包括聚酯薄膜，金属薄膜，聚丙烯薄膜，PTFE薄膜和聚苯乙烯薄膜。这些电容器类型之间的核心区别是用作电介质的材料，必须根据应用选择适当的电介质。

 

例如，PTFE薄膜电容器是耐热的并且用于航空航天和军事技术，而金属化聚酯薄膜电容器用于需要在较低的长期稳定性的应用中。如果成本比性能更大的问题，便会使用更便宜的塑料。

 

薄膜电容器定义

 

薄膜电容器是使用薄塑料薄膜作为电介质的电容器。它们相对便宜，随时间稳定且具有低自感和ESR，而一些薄膜电容器可以承受大的无功功率值。

 

特点

 

薄膜电容器由于其优越的特性被广泛使用。这种电容器类型不是极化的，这使得它们适合于交流信号和电力使用。薄膜电容器可以制造具有非常高精度的电容值，并且它们比其他电容器类型保持该值更长。这意味着老化过程通常比其他电容器类型慢，比如电解电容器。薄膜电容器具有长的搁架和使用寿命，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），因此具有非常低的耗散因数。它们可以承受千伏范围内的电压，并可提供非常高的浪涌电流脉冲。可以使用一类特殊的薄膜电容器，称为功率薄膜电容器，这类薄膜电容器可以承受超过200伏特的无功功率。这些电容器可以具有能够承受高电流的特殊的螺旋型端子。螺丝式端子代替焊接接头，因为有时需要在现场改变功率膜电容器。不幸的是，他们的优越的电气性能和稳定性是有代价的。薄膜电容器比它们的电解质等价物更为庞大，这意味着可以使用有限的SMT（表面贴装技术）封装。如果过载，它们也可能会爆发火焰，但是这种特性在不同的电容器类型中有些常见。

 

建筑和物业

 

膜电容器由薄的电介质膜制成，其可以在一侧可以或不可以金属化。薄膜非常薄，厚度在1μm以下。将薄膜拉成所需的厚度后，将薄膜切成薄带。带的宽度取决于所生产的电容器的容量。两片薄膜卷绕在一起成卷，经常压成椭圆形，使其可以装配成长方形。这很重要，因为矩形元件可以在印刷电路板上节省宝贵的空间。通过将两个电极中的每一个连接到其中一个膜来添加电极。施加电压以消除任何使用薄膜电容器自愈性能的缺陷。然后使用硅油将壳体密封，以保护膜卷免受潮湿，并浸入塑料中以气密地密封内部。

 

典型的薄膜电容器的电容范围从低于1nF到30μF。它们的额定电压可低至50V，高于2kV。它们可以制造用于高振动汽车环境，高温环境和大功率应用。薄膜电容器提供低损耗和高效率，同时提供长使用寿命。

 

薄膜电容器应用

 

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，而低功率变量则用作去耦电容器，滤波器和A / D转换器。其他显着的应用是安全电容器，电磁干扰抑制，荧光灯镇流器和缓冲电容器。

 

照明镇流器用于正常启动和操作荧光灯。当镇流器发生故障时，指示灯将闪烁或无法正常启动。较老的镇流器仅使用电感器，这是提供较差功率因数的解决方案。新设计使用依靠薄膜电容器进行功率因数校正的开关电源。

 

缓冲电容器是阻尼或“缓冲”感应反冲电压尖峰的保护装置。这些电路通常使用薄膜电容器，因为它们的低自感，高峰值电流和低ESR，这都是缓冲器设计的关键因素。这种电路中最常用的是聚丙烯薄膜电容器。缓冲器用于许多电子领域，特别是DC-DC转换器等设备中的电力电子设备。

 

薄膜电容器也可以以更传统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。大电流电脉冲用于为脉冲激光器供电或产生照明放电。

 

塑料薄膜电容器浸在矩形外壳中，或浸入环氧漆（红色）

薄膜电容器，塑料薄膜电容器，薄膜介电电容器或聚合物薄膜电容器，通常称为“薄膜盖”以及功率薄膜电容器，是具有绝缘塑料薄膜作为电介质的电容器，有时结合纸作为电极的载体。

 

取决于所需的介电强度的电介质膜在特殊工艺中被拉伸到非常薄的厚度，然后设置有电极。薄膜电容器的电极可以是金属化的铝或锌直接施加到塑料薄膜的表面，或单独的金属箔。这些导电层中的两个被卷绕成圆柱形的绕组，通常扁平化以减少对印刷电路板的安装空间要求，或者层叠成多个单层堆叠在一起形成电容器体。薄膜电容器与陶瓷电容器和电解电容器一起是用于电子设备的最常见的电容器类型，并且用于许多AC和DC微电子和电子电路

 

相关组件类型是功率薄膜电容器。尽管用于大功率薄膜电容器的材料和施工技术与普通薄膜电容器的材料和结构技术非常相似，但是由于历史原因，电源系统和电气设备应用中具有高至高功率额定值的电容器通常是分开分类的。随着现代电子设备获得了处理以前是“电力”组件专属领域的功率水平的能力，“电子”和“电”功率等级之间的区别变得不那么明显。过去，这两个家庭之间的边界大致处于200伏安的无功功率，但现代电力电子设备可以处理越来越多的电力。

 

聚丙烯（PP）薄膜电容器

聚酯（PET）薄膜电容器

聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）薄膜电容器

聚苯硫醚（PPS）薄膜电容器

聚四氟乙烯（PTFE）薄膜电容器

聚苯乙烯（PS）薄膜电容器

聚碳酸酯（PC）薄膜电容器

纸（薄膜）电容器（MP）和混合薄膜电容器

电力电子薄膜电容器（直流支撑电容器，交流滤波电容器，突波吸收电容器）

 

现代薄膜电容器内部结构的一个关键优点是直接接触绕组两端的电极。该触点保持对整个电极的所有电流路径非常短。该设置的行为与大量并联连接的单个电容器相似，从而降低了内部欧姆损耗（ESR）和寄生电感（ESL）。薄膜电容器结构的固有几何形状导致非常低的欧姆损耗和非常低的寄生电感，这使得它们特别适用于具有非常高的浪涌电流（缓冲器）和交流电源应用的应用，或者用于较高频率的应用。

 

薄膜电容器的另一个特征是可以选择用于电介质层的不同薄膜材料以选择所需的电气特性，例如稳定性，宽温度范围，或能够承受非常高的电压。规定了聚丙烯薄膜电容器，因为它们在非常宽的频率范围内具有低的电损耗和几乎线性的特性，用于谐振电路中的稳定性1级应用，与陶瓷电容器相当。对于简单的高频滤波电路，聚酯电容器提供低成本解决方案，具有出色的长期稳定性，可以更换更昂贵的钽电解电容器。塑料薄膜电容器的薄膜/箔片变体特别能够处理高且非常高的电流浪涌。

 

电力电子薄膜电容器

 

用于在魁北克省魁北克HVDC传输的晶闸管电子控制器中实现更高功率缓冲的功率电容器具有与薄膜缓冲器相同的缓冲功能，但属于电力电容器系列

带螺纹端子的电力电容器，适用于电力系统，电气设备和工厂

 

用于AC功率因数校正（PFC）的功率膜电容器，封装在圆柱形金属罐中

 

矩形外壳中的功率薄膜电容器

 

位于汉堡DESY现场的Hadron-Electron Ring Accelerator（HERA）的几个储能电力薄膜电容器组之一，用于磁场产生

 

具有75 MVA的电容器，用于150 kV输电线路的功率因数校正

卷绕相对简单的制造技术使薄膜电容器成为在大功率范围内应用甚至非常大尺寸的可能性，如所谓的“功率电容器”。虽然功率电容器的材料和结构大多类似于较小的薄膜电容器，但是由于历史原因，它们被指定和销售不同。

 

功率电容器可用于各种应用，即使存在非常非正弦电压和脉冲电流。交流和直流电容都可用。当与电阻器串联时，交流电容器用作阻尼或缓冲电容器，并且还被规定用于在功率半导体开关期间由所谓的电荷载流子存储效应引起的不期望的电压尖峰的阻尼。此外，交流电容器用于低失谐或微调滤波电路，用于滤波或吸收谐波。作为脉冲放电电容器，它们可用于具有反向电压的应用中，例如在磁化设备中。

 

直流电容器的应用范围同样多样。使用平滑电容器来减少直流电压波动的交流分量（例如用于无线电和电视发射机的电源），以及用于高电压测试设备，直流控制器，测量和控制技术以及用于产生高直流电压的级联电路。支持电容器，直流滤波器或缓冲电路电容器用于中间直流电路中的能量存储，例如用于多相驱动的变频器，以及晶体管和晶闸管功率转换器。它们必须能够在短时间内吸收和释放非常高的电流，电流的峰值显着大于RMS值。

 

优点

 

聚丙烯薄膜电容器可以符合Class 1的应用

非常低的耗散因子（tanδ），高质量因子（Q）和低电感值（ESL）

与陶瓷电容器相比，没有麦克风

金属化结构具有自愈性

高额定电压，可达到kV的范围

与电解电容器相比，纹波电流更高

与电解电容器相比，老化程度更低

高和非常高的浪涌电流脉冲可能

 

对于更多的薄膜电容器，请联系sales@anxoncap.com，慈溪安讯电子有限公司是中国成熟可靠的电容器制造商和供应商。