Hovedfunktioner og anvendelser af tyndfilmskondensatorer i AC-kredsløb

jeg. Film kondensatorer spiller følgende nøgleroller i AC-kredsløb:

1. Kobling/DC blokering:

Ved at bruge sin egenskab med "at tillade vekselstrøm og blokering af jævnstrøm", transmitterer den signaler fra et kredsløbstrin til et andet, mens den blokerer DC-forspændingen mellem de to trin. Det er almindeligt anvendt i lyd- og radiofrekvenskredsløb.

2. Filtrering (direkte relateret til kapacitiv reaktans):

Strømforsyningsfiltrering: Kombineret med induktorer eller modstande danner den et RC- eller LC-filternetværk til at omgå bølgestøj i vekselstrøm (såsom ensrettet pulserende jævnstrøm) til jord og udsende jævn jævnstrøm. PP-filmkondensatorer bruges almindeligvis i sådanne applikationer på grund af deres lave tab og stabilitet.

Støjdæmpning/bypass: Kortslut højfrekvent interferensstøj (med en meget høj frekvens f, derfor er Xc meget lille) til jord for at forhindre den i at forstyrre følsomme kredsløb. Filmkondensatorer med lille kapacitet bruges almindeligvis.

3. Power Factor Correction (PFC) :

I induktive belastninger som motorer og belysning halter strømmen efter spændingen, hvilket resulterer i en lav effektfaktor. Ved at forbinde en filmkondensator parallelt (generering af en førende kapacitiv strøm), kan den efterslæbende induktive strøm kompenseres, hvilket justerer den totale strøm med spændingsfasen og forbedrer energieffektiviteten. Dette er en vigtig anvendelse af filmkondensatorer i industrielle AC-kredsløb.

4. Valg af resonans og frekvens:

Forbundet i serie eller parallelt med en induktor, udnytter den karakteristikken af Xc varierende med frekvensen for at opnå resonans ved en specifik frekvens fr (Xc = XL). Det bruges til at konstruere oscillatorer, tuning-kredsløb, filtre osv. For eksempel i stationsvalgkredsløbet i en radio.

5. Motordrift og opstart:

Enfasede vekselstrømsmotorer kræver kondensatorer for at generere en faseforskudt strøm, hvorved der etableres et roterende magnetfelt, der gør det muligt for motoren at starte og køre. Disse kondensatorer skal modstå høj vekselspænding og strøm, og filmkondensatorer (især metalliseret polypropylen MKP) er meget udbredt på grund af deres høje modstandsspænding, lave tab og selvhelbredende egenskaber.

II . Hvorfor foretrækker AC-kredsløb tyndfilmskondensatorer?

Sammenlignet med elektrolytiske kondensatorer har filmkondensatorer unikke fordele i AC-kredsløb:

Ikke-polær: Kan anvendes direkte i rene AC-kredsløb.

Lavt tab (høj Q-værdi): Den dielektriske tabstangent er lille, hvilket resulterer i mindre varmeudvikling og høj effektivitet, hvilket gør den særligt velegnet til højfrekvente og højeffektapplikationer.

Højspændingsmodstand og pålidelighed: Den kan modstå høje AC-spændingsspidser og har en lang levetid.

Selvhelbredende: Når den metalliserede film nedbrydes lokalt, fordamper metallaget omkring nedbrydningspunktet øjeblikkeligt, hvilket isolerer fejlpunktet og tillader kondensatoren at vende tilbage til normal drift, hvilket i høj grad forbedrer pålideligheden.

Kapacitans stabilitet: Kapacitansværdien ændrer sig lidt, når temperatur og frekvens ændres.

Opsummer

Arbejdsprincippet for filmkondensatorer i AC-kredsløb kan opsummeres som følger:
Ved at bruge et isolerende tyndfilmsdielektrikum gennemgår de periodisk opladning og afladning under påvirkning af et vekslende elektrisk felt og udviser således karakteristikken af "passerende" vekselstrøm i kredsløbet. Deres impedans (kapacitive reaktans) varierer med frekvens og kapacitansværdi. Baseret på dette princip opnår filmkondensatorer nøglefunktioner såsom kobling, filtrering, kompensation og resonans, og bliver uundværlige passive komponenter i moderne vekselstrøms- og strømelektroniske kredsløb.