Výhody a mechanizmy samoliečby vo filmových kondenzátoroch
Jednou z najvýznamnejších výhod samoliečba filmové kondenzátory je ich neoddeliteľnou súčasťou schopnosť samoliečby , čo prispelo k ich rýchlemu rastu na trhu s kondenzátormi. Tieto kondenzátory vykazujú dva odlišné samoliečiace mechanizmy: výboj samoliečebný a elektrochemické samoliečenie . Prvý sa vyskytuje pri vyšších napätiach, označovaných aj ako vysokonapäťové samoliečenie, zatiaľ čo druhé môže prebiehať pri veľmi nízkych napätiach, známych ako nízkonapäťové samoliečenie.
Výbojový samoliečebný mechanizmus
V prípade samohojenia výbojom predpokladajme, že je defekt v dielektrickom organickom filme, ktorý oddeľuje metalizované elektródy. Táto chyba môže byť kovová, polovodičová alebo má slabú izoláciu. Ak je chyba vodivá (kovová alebo polovodičová), kondenzátor sa môže vybíjať pri nízkych napätiach, ale v prípade zlej izolácie samoliečba sa vyskytuje pri vyšších napätiach.
Keď sa na metalizovaný filmový kondenzátor s takýmto defektom privedie napätie VVV, an ohmický prúd I=V/RI = V/RI=V/R preteká defektom, kde RRR je odpor defektu. The prúdová hustota J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 preteká metalizovanou elektródou, čo má za následok vyššiu koncentráciu prúdu v blízkosti defektu (ako sa rrr znižuje). To spôsobuje lokálne zahrievanie v dôsledku Jouleov efekt , kde spotreba energie je úmerná W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. Ako teplota stúpa, odpor defektu exponenciálne klesá, čím sa zvyšuje prúd III aj výkon WWW.
V oblastiach, kde je elektróda najbližšie k defektu, prúdová hustota J1J_1J1 premení, čo vedie k Joule zahrievanie ktorý roztaví metalizovanú vrstvu. To vytvára oblúk medzi elektródami, ktorý odparuje kov v postihnutej oblasti a vytvára izolovanú izolačnú zónu bez kovovej vrstvy. Tento oblúk potom zhasne, čím sa dokončí samoliečebný proces.
Tento proces však tiež vystavuje dielektrikum obklopujúce defekt tepelnému a elektrickému namáhaniu. v dôsledku toho chemickým rozkladom , splyňovanie a dokonca karbonizácia môže dôjsť k lokálnemu mechanickému poškodeniu dielektrického materiálu.
Optimalizácia samoliečby výboja
Pre efektívne výboj samoliečebný , je dôležité optimalizovať konštrukciu kondenzátora. Medzi kľúčové faktory patrí dosiahnutie vhodného prostredia okolo defektu, výber vhodného hrúbka kovovej vrstvy udržiavanie hermeticky uzavretého prostredia a zabezpečenie napätie jadra a kapacita sú vhodné pre danú aplikáciu.
Dokonalý proces samohojenia zahŕňa krátky čas samohojenia, minimálnu spotrebu energie a precíznu izoláciu defektov bez poškodenia okolitého dielektrika. Aby sa zabránilo usadzovaniu uhlíka počas samoliečenia, molekuly organického filmu by mali mať nízku hodnotu pomer uhlíka k vodíku a dostatočné množstvo kyslíka. To zaisťuje, že produkty rozkladu zahŕňajú plyny ako napr CO2 , CO , a CH4 , ktoré pomáhajú uhasiť oblúk rýchlym rozptýlením energie vo forme plynu.
Energia potrebná na samoliečenie musí byť starostlivo riadená – nie príliš veľká na to, aby poškodila okolité médiá, a nie príliš malá na to, aby zlyhala pri odstraňovaní metalizovanej vrstvy okolo defektu. Množstvo energie potrebnej na samoliečenie závisí od materiál , hrúbka , a životné prostredie metalizovanej vrstvy. Použitie kovov s nízkou teplotou topenia na metalizácia pomáha znižovať potrebnú energiu a zlepšuje účinnosť samoliečenia.
Okrem toho je dôležité, aby si metalizovaná vrstva zachovala jednotnú hrúbku a zabránila defektom, ako sú škrabance, ktoré by mohli viesť k neúplnému alebo nepravidelnému samoliečeniu. Výrobcovia kondenzátorov, ako je CRE, zabezpečujú kvalitu svojich výrobkov používaním vysokokvalitných fólií a zavádzaním prísnych predpisov materiálové kontroly aby sa na výrobnú linku nedostali chybné fólie.
