Condensatori di potenza realizzati su misura per circuiti di collegamento in corrente continua.
Specifiche
Le caratteristiche prestazionali dei condensatori a film variano principalmente in base al materiale dielettrico utilizzato e alla tecnologia di costruzione applicata. Alcuni dei dielettrici in film plastico più comunemente utilizzati includono il polietilene naftalato (PEN), il polietilene tereftalato (PET) e il polipropilene (PP).
I condensatori a film plastico possono essere suddivisi in due categorie principali: condensatori a film/lamina e condensatori a film metallizzato. La struttura di base di un condensatore a film/lamina è costituita da due elettrodi in lamina metallica e da un dielettrico in film plastico interposto tra di essi. I condensatori a film/lamina offrono un'elevata resistenza di isolamento, un'elevata capacità di gestione degli impulsi, un'eccellente capacità di trasporto di corrente e una buona stabilità della capacità. A differenza dei condensatori a film/lamina, i condensatori a film metallizzato utilizzano film plastici rivestiti di metallo come elettrodi. I condensatori a film metallizzato hanno dimensioni fisiche ridotte e offrono un'elevata efficienza volumetrica, una buona stabilità della capacità, basse perdite dielettriche ed eccellenti proprietà di autoriparazione. Alcuni condensatori sono un ibrido tra condensatori a film/lamina e condensatori a film metallizzato e presentano caratteristiche di entrambi i tipi. Le proprietà di autoriparazione dei condensatori a film metallizzato li rendono ideali per un'ampia gamma di applicazioni, inclusi circuiti a lunga durata e con modalità di guasto benigne.
Autoriparazione dei condensatori a film metallizzato
I dielettrici in film plastico comunemente utilizzati nella costruzione di condensatori a film metallizzato includono polipropilene (PP), solfuro di polifenilene (PPS), poliestere e carta metallizzata (MP). Questi materiali dielettrici presentano diverse capacità di autoriparazione.
Quando si verifica un guasto in un condensatore a film metallizzato, l'arco elettrico provoca la vaporizzazione del sottile strato metallico attorno all'area del guasto. Questo processo di vaporizzazione rimuove lo strato metallico conduttivo nella zona circostante il difetto. Poiché il materiale conduttivo viene rimosso, non può verificarsi un cortocircuito tra le piastre. Ciò impedisce il guasto del componente.
La capacità di autoriparazione di un condensatore a film metallizzato dipende da molti fattori, tra cui le proprietà del materiale dielettrico e lo spessore dello strato metallico. Il processo di vaporizzazione richiede un adeguato apporto di ossigeno e i materiali dielettrici con un elevato contenuto di ossigeno superficiale presentano buone proprietà di autoriparazione. Alcuni dielettrici in film plastico con buone caratteristiche di autoriparazione includono polipropilene, poliestere e policarbonato. D'altra parte, i dielettrici in film plastico con un basso contenuto di ossigeno superficiale hanno scarse caratteristiche di autoriparazione. Il solfuro di polifenilene (PPS) è uno di questi materiali dielettrici.
Oltre a migliorare l'affidabilità, la capacità di autoriparazione dei condensatori a film metallizzato contribuisce ad aumentarne la durata operativa. Tuttavia, l'autoriparazione provoca nel tempo una riduzione dell'area dell'elettrodo metallizzato.
Nelle applicazioni, alcune delle condizioni che possono accelerare il guasto di un componente includono temperature elevate, tensioni elevate, fulmini, umidità elevata e interferenze elettromagnetiche (EMI).
Oltre alle buone proprietà di autoriparazione, i condensatori a film di poliestere metallizzato presentano anche un'elevata costante dielettrica, una buona stabilità termica, un'elevata rigidità dielettrica e un'eccellente efficienza volumetrica. Queste caratteristiche rendono questi condensatori ideali per applicazioni generiche. I condensatori a film di poliestere metallizzato sono ampiamente utilizzati in applicazioni in corrente continua come il blocco, il bypass, il disaccoppiamento e la soppressione del rumore.
I condensatori in polipropilene metallizzato offrono un'elevata resistenza di isolamento, un basso assorbimento dielettrico, basse perdite dielettriche, un'elevata rigidità dielettrica e una stabilità a lungo termine. Questi componenti compatti sono ampiamente utilizzati in applicazioni collegate alla rete elettrica, come circuiti di filtro, reattori per illuminazione e circuiti di snubber. I condensatori a film di polipropilene a doppia metallizzazione possono sopportare carichi ad alta tensione e impulsi elevati e sono adatti per applicazioni con un'alta probabilità di impulsi ripidi. Questi condensatori sono comunemente utilizzati in controllori di motori, circuiti di snubber, alimentatori switching e monitor.
Conclusione
L'affidabilità e la durata operativa dei condensatori dipendono in modo significativo dalle loro caratteristiche di autoriparazione. I componenti passivi con buone caratteristiche di autoriparazione sono più affidabili e offrono una maggiore durata operativa. Le buone caratteristiche di autoriparazione dei condensatori a film metallizzato ne aumentano la robustezza e li rendono adatti a numerose applicazioni. Inoltre, questi componenti robusti si guastano in circuito aperto, il che li rende ideali per applicazioni che richiedono componenti con una modalità di guasto più sicura.
D'altro canto, la proprietà di autoriparazione dei condensatori a film metallizzato fa sì che il fattore di perdita aumenti e la capacità totale diminuisca. Oltre alle buone proprietà di autoriparazione, la maggior parte dei condensatori a film metallizzato offre anche un'elevata rigidità dielettrica e un'elevata efficienza volumetrica.
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