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Metallisierte Kunststofffolienkondensatoren

Metallisierte Kunststofffolienkondensatoren


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Kunststofffolienkondensatoren gibt es in verschiedenen Formen. Im Wesentlichen verwenden sie eine metallisierte Kunststofffolie, damit die Elektroden erzeugt und voneinander beabstandet werden können.

Die verschiedenen Arten von metallisierten Kunststofffolienkondensatoren bieten unterschiedliche Eigenschaften, die jeweils für leicht unterschiedliche Anwendungen geeignet sind.

Die Werte von metallisierten Kunststofffolienkondensatoren können je nach Typ zwischen mehreren Picofarad und einigen Mikrofarad liegen. Normalerweise sind sie unpolar. Im Allgemeinen sind sie gute Allzweckkondensatoren, die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden können, obwohl ihre Hochfrequenzleistung normalerweise nicht so gut ist wie die der Keramiktypen.

Grundlagen des Filmkondensators

Filmkondensatoren sind unter einer Vielzahl verschiedener Namen bekannt, einschließlich Kunststofffolienkondensatoren, dielektrischen Filmkondensatoren oder Polymerfilmkondensatoren und metallisierten Filmkondensatoren.

Das Grundkonzept dieses Kondensatortyps ist die isolierende Kunststofffolie als Dielektrikum. Dies kann manchmal mit Papier als Träger der Elektroden kombiniert werden.

Die dielektrischen Filme werden zu einem extrem dünnen Film gezeichnet - daher der Name. Dies wird dann als dielektrisches Material zwischen den beiden Elektroden oder Platten verwendet.

Das Dielektrikum und die Elektrodenfilme oder -platten werden zu einem Zylinder zusammengewickelt, oder mehrere Schichten werden zusammengelegt und die externen Verbindungen hinzugefügt.

Eine Vielzahl verschiedener Kunststofffolien kann verwendet werden. Jeder Typ hat seine eigenen Eigenschaften, wie im folgenden Abschnitt über Dielektrika beschrieben.

Filmkondensatoraufbau

Es gibt zwei Hauptformate für den Aufbau von Filmkondensatoren. Die tatsächliche Bauart hängt vom verwendeten dielektrischen Material und den Anforderungen an die physikalische Konstruktion ab.

  • Filmfolie: Diese Form eines Filmkondensators weist zwei Metallfolienelektroden auf, die durch die Kunststofffolie getrennt sind. Die Anschlüsse werden typischerweise durch Schweißen oder Löten mit den Endflächen der Elektroden verbunden.
  • Metallisierte Folie: Bei dieser Art von Filmkondensator weist die Kunststofffolie eine sehr dünne Metallisierungsschicht auf, die auf der Folie abgeschieden ist. Die dünne Metallschicht ist typischerweise nur 0,02 bis 0,1 um dick. Dies wird im Vakuum auf der Kunststofffolie abgeschieden. Wenn an beiden Enden ein kleiner Bereich frei von Metallisierung bleibt, ist es möglich, die Metallisierung an die eine oder andere Verbindung des Filmkondensators anzuschließen.

Einige spezielle Konstruktionsarten können für Filmkondensatoren verwendet werden, die für Nischen- oder Spezialanwendungen erforderlich sind. Diese sind nicht weit verbreitet.

Selbstheilung

Ein Aspekt von Filmkondensatoren ist die Selbstheilung. Die Selbstheilung oder Klärung tritt auf, wenn Defekte durch kleine Nadellöcher, Fehler im Film oder externe Spannungstransienten verursacht werden. Jeder Lichtbogen verdampft die dünne Metallisierung des Films um den Fehler herum, wodurch die Metallisierung im Bereich des Fehlers und jegliches leitfähiges Material im Bereich entfernt wird. Wenn kein leitfähiges Material vorhanden ist, kann der Kondensator zwischen den Platten nicht kurzschließen, und der Fehler wird beseitigt.

Filmkondensator-Dielektrika

Viele der Dielektrika sind unter ihren gebräuchlichen Namen bekannt und haben auch Abkürzungen.

Da es für die verschiedenen Arten von Filmkondensatoren eine Vielzahl unterschiedlicher Dielektrika gibt, wird nachstehend eine Zusammenfassung der verschiedenen Typen angegeben.

  • Polyester / Mylar-PET: Diese Art von Kunststofffolienkondensator wird sowohl in metallisierten Wickelversionen als auch in Folienarten hergestellt. Diese Filmkondensatoren sind kostengünstig und für ihre Kapazität relativ klein. Sie werden im Allgemeinen für allgemeine elektronische Anwendungen verwendet. Aufgrund ihrer maximalen Temperatur von 125 ° C können sie als oberflächenmontierte Komponenten hergestellt werden, obwohl sie in diesem Format bei weitem nicht so weit verbreitet sind wie Keramiktypen, die den Markt für Werte fast in die Enge getrieben haben unter 1µF.
    Ein Nachteil dieser Art von Filmkondensator ist, dass er bei Verwendung in Anwendungen mit Vibrationen Rauschen verursachen kann. . Lesen Sie mehr über Polyesterkondensatoren
  • Polycarbonat, PC: Obwohl es sich um eine sehr erfolgreiche und nützliche Form eines Filmkondensators handelt, wird dieser Typ nicht mehr hergestellt, da der Hersteller des Films seine Produktion um das Jahr 2000 eingestellt hat. Der nächstgelegene Ersatztyp wird allgemein als PP-Polypropylendielektrikum angesehen.

    Diese Art von Filmkondensator wurde sowohl als Wickeltyp als auch als Folie / Folie hergestellt. Die Kondensatoren haben einen niedrigen Verlustfaktor und sind relativ temperaturstabil, oft nur ± 80 ppm über den gesamten Temperaturbereich. Infolgedessen werden sie häufig in Zeitschaltkreisen, Filtern und anderen analogen Präzisionsanwendungen verwendet.

    Diese Art von Filmkondensator führt zu einem moderaten Verlust, der mit der Frequenz zunehmen kann. Es hat einen sehr hohen Isolationswiderstand. Lesen Sie mehr über Polycarbonat-Kondensatoren

  • Polystyrol: Diese Filmkondensatoren werden auch unter dem Handelsnamen Styroflex verkauft. Früher waren sie als billige Allzweckkondensatoren mit hoher Stabilität und geringer Verlustleistung und Leckage bekannt.

    Die Filme konnten nicht dünner als 10 um gemacht werden, und dies begrenzte die Kapazitätsniveaus, die erreicht werden konnten. Die Temperaturwerte waren mit maximal 85 ° C Betriebstemperatur ebenfalls niedrig. Infolgedessen sind sie nicht mehr weit verbreitet und werden normalerweise durch Polyestertypen ersetzt.

    Diese Filmkondensatoren neigen dazu, sehr verlustarm, aber sperrig zu sein. Sie haben auch einen Temperaturkoeffizienten von etwa -150 ppm / ° C. Lesen Sie mehr über Polystyrolkondensatoren
  • Polyethylensulfid, PPS: Diese Folienkondensatoren werden nur als metallisierte Folientypen hergestellt. Sie bieten eine sehr geringe Temperaturschwankung über den Temperaturbereich, typischerweise ± 1,5%. Der Verlustfaktor ist als Frequenzabhängigkeit recht klein.

    Diese Filmkondensatoren eignen sich gut für Anwendungen, bei denen die Frequenzstabilität von größter Bedeutung ist, und für Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen auftreten können. Sie können auch in oberflächenmontierten Formaten gefunden werden, obwohl die Kosten tendenziell viel höher sind als bei den keramischen Gegenstücken.

  • Polyethylennaphthalat, PEN: Diese Filmkondensatoren werden nur als metallisierte Filmtypen hergestellt. Sie gehören zur Polyesterfamilie, bieten jedoch eine bessere Elastizität und Leistung bei hohen Temperaturen. Infolgedessen eignen sie sich besser für SMD-Anwendungen, bei denen der Lötprozess wesentlich höhere Temperaturen aufweist als bei bleihaltigen Versionen.

    Die Werte für die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit von PEN-Kondensatoren sind denen der PET-Polyesterversionen sehr ähnlich. Aufgrund der geringeren relativen Permittivität ist die physikalische Kondensatorgröße jedoch für eine gegebene Kapazität größer.

    Es ist ein spezielles Hochspannungs-PEN-Dielektrikum erhältlich, das sich ideal für viele Hochspannungs- und Hochtemperaturanwendungen eignet.

    Insgesamt werden PEN-Filmkondensatoren zur unkritischen Filterkopplung und -entkopplung in elektronischen Schaltkreisen verwendet, bei denen Temperaturabhängigkeiten nicht wichtig sind.

  • Polytetrafluorethylen, PTFE: PTFE-Folienkondensatoren werden sowohl in metallisierten Folien- als auch in Folienvarianten hergestellt. Eines der Hauptmerkmale dieser Form von Filmkondensator ist seine sehr hohe Temperaturbeständigkeit - sie kann Temperaturen von 200 ° C und mehr standhalten. Es gibt Schwierigkeiten bei der Herstellung der PTFE-Folie mit einer ausreichend engen Toleranz. Infolgedessen sind diese Kondensatoren tendenziell teuer und werden von einer begrenzten Anzahl von Herstellern hergestellt. In Anbetracht dessen sind die Kondensatoren eher für spezielle Anwendungen reserviert.
  • Polypropylen, PP: . Lesen Sie mehr über Polypropylen-Kondensatoren

Dies sind die Haupttypen von Filmkondensatoren, die in den meisten Anwendungen zu sehen sind. Es gibt andere Arten, aber diese werden vergleichsweise selten gesehen.

Zusammenfassung des Metallfilmkondensators

Die folgende Tabelle enthält einige der wichtigsten Merkmale einiger der am häufigsten verwendeten metallisierten Kunststofffolienkondensatoren, die beim Entwurf von Schaltkreisen oder beim Austausch alter Komponenten berücksichtigt werden können.

Zusammenfassung des Metallfilmkondensators
ParameterHAUSTIERSTIFTPPSPP
Relative Permittivität bei 1 kHz3.33.03.02.2
Minimale Filmdicke (µm)0.750.11.22
Feuchtigkeitsaufnahme (%)Niedrig0.40.05<0.1
Durchschlagfestigkeit (V / µm)580~500470650
Kondensator-Gleichspannungsbereich (V)50 - 10010 - 25010 - 10040 - 2000
Kapazitätsbereich100pf - 22 uF100 pF - 1 uF100 pF - 0,47 uF100 pF - 10 uF
Verlustfaktor a 1 kHz50 - 20040 - 802 - 150.5 - 5
Verlustfaktor a 10 kHz100 - 15050 - 1502.5 - 252 - 10
Verlustfaktor a 100 kHz170 - 300120 - 30010 -6-2 -25
Verlustfaktor a 1 MHz200 - 35020 -705 - 40

Es gibt viele verschiedene Arten von Metall- und Kunststofffolienkondensatoren. Obwohl sie eine ähnliche Form der Technologie verwenden, bedeutet die Variation der Dielektrika, dass sie eine Vielzahl von Leistungsparametern aufweisen und eine sorgfältige Auswahl des Dielektriktyps erforderlich ist, um die optimale Leistung zu erzielen.


Schau das Video: Was ist ein Kondensator (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Collins

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  2. Julio

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  3. Muraco

    Und wo können sie gezählt werden?

  4. Lucio

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  5. Golrajas

    Außergewöhnlicher Unsinn, wie ich finde



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