De voordelen en mechanismen van zelfgenezing in filmcondensatoren
Een van de belangrijkste voordelen van zelfgenezend filmcondensatoren is hun inherent zelfherstellend vermogen , wat heeft bijgedragen aan hun snelle groei op de condensatormarkt. Deze condensatoren vertonen twee verschillende zelfherstellende mechanismen: ontlading zelfgenezing En elektrochemische zelfgenezing . De eerste treedt op bij hogere spanningen, ook wel zelfherstel bij hoge spanning genoemd, terwijl de laatste kan plaatsvinden bij zeer lage spanningen, ook wel zelfherstel bij lage spanning genoemd.
Ontlading van het zelfherstellende mechanisme
Laten we in het geval van zelfherstel van ontladingen aannemen dat er een defect is in de diëlektrische organische film die de gemetalliseerde elektroden scheidt. Dit defect kan van metaal zijn, op halfgeleiders zijn gebaseerd of een slechte isolatie hebben. Als het defect geleidend is (metaal of halfgeleider), kan de condensator ontladen bij lage spanningen, maar bij slechte isolatie kan de zelfgenezend treedt op bij hogere spanningen.
Wanneer een spanning VVV wordt aangelegd op een gemetalliseerde filmcondensator met een dergelijk defect, wordt er een ohmse stroom I=V/RI = V/RI=V/R stroomt door het defect, waarbij RRR de weerstand van het defect is. De huidige dichtheid J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 stroomt door de gemetalliseerde elektrode, wat resulteert in een hogere stroomconcentratie nabij het defect (naarmate rrr afneemt). Dit veroorzaakt plaatselijke verwarming door de Joule-effect , waarbij het energieverbruik evenredig is met W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. Naarmate de temperatuur stijgt, daalt de weerstand van het defect exponentieel, waardoor zowel de stroom III als het vermogen WWW toenemen.
In gebieden waar de elektrode zich het dichtst bij het defect bevindt, stijgt de stroomdichtheid J1J_1J1, wat leidt tot Joule-verwarming waardoor de gemetalliseerde laag smelt. Dit vormt een boog tussen de elektroden, waardoor het metaal in het getroffen gebied verdampt, waardoor een geïsoleerde isolatiezone ontstaat zonder de metaallaag. Deze boog wordt vervolgens gedoofd, waardoor het zelfgenezingsproces wordt voltooid.
Dit proces onderwerpt echter ook het diëlektricum rond het defect aan thermische en elektrische spanningen. Als gevolg hiervan chemische ontleding , vergassing en zelfs carbonisatie kan optreden, waardoor plaatselijke mechanische schade aan het diëlektrische materiaal ontstaat.
Zelfgenezing van ontlading optimaliseren
Voor effectief ontlading zelfgenezing , is het cruciaal om het ontwerp van de condensator te optimaliseren. Belangrijke factoren zijn onder meer het creëren van een goede omgeving rondom het defect en het selecteren van een geschikte omgeving dikte van de metaallaag , het handhaven van een hermetisch afgesloten omgeving en het waarborgen van de kern spanning en capaciteit zijn geschikt voor de toepassing.
Een perfect zelfherstelproces omvat een korte zelfhersteltijd, een minimaal energieverbruik en een nauwkeurige isolatie van defecten, zonder het omringende diëlektricum te beschadigen. Om koolstofafzetting tijdens zelfgenezing te voorkomen, moeten de organische filmmoleculen een laag hebben koolstof-waterstofverhouding en voldoende zuurstof. Dit zorgt ervoor dat de ontledingsproducten ook gassen zoals CO2 , CO , En CH4 , die helpen de boog te doven door de energie snel als gas af te voeren.
De energie die nodig is voor zelfherstel moet zorgvuldig worden beheerd: niet te groot om de omringende media te beschadigen, en niet te klein om de gemetalliseerde laag rond het defect niet te kunnen verwijderen. De hoeveelheid energie die nodig is voor zelfgenezing hangt af van de materiaal , dikte , En omgeving van de metallisatielaag. Gebruik van metalen met een laag smeltpunt metallisatie helpt de benodigde energie te verminderen en verbetert de zelfherstellende efficiëntie.
Bovendien is het van vitaal belang dat de metallisatielaag een uniforme dikte behoudt en defecten zoals krassen vermijdt, die zouden kunnen leiden tot onvolledige of onregelmatige zelfgenezing. Fabrikanten van condensatoren, zoals CRE, garanderen de kwaliteit van hun producten door hoogwaardige films te gebruiken en stringente implementaties materiaalinspecties om te voorkomen dat defecte films in de productielijn terechtkomen.
