As vantagens e mecanismos de autocura em capacitores de filme
Um dos benefícios mais significativos autocura capacitores de filme é seu inerente capacidade de autocura , o que contribuiu para seu rápido crescimento no mercado de capacitores. Esses capacitores exibem dois mecanismos distintos de autocura: descarregar autocura e autocura eletroquímica . O primeiro ocorre em tensões mais altas, também conhecido como autocura de alta tensão, enquanto o último pode ocorrer em tensões muito baixas, conhecido como autocura de baixa tensão.
Mecanismo de autocura de descarga
No caso de autocura de descarga, vamos supor que haja um defeito no filme orgânico dielétrico que separa os eletrodos metalizados. Esse defeito pode ser metálico, baseado em semicondutores ou ter isolamento deficiente. Se o defeito for condutivo (metálico ou semicondutor), o capacitor pode descarregar em baixas tensões, mas no caso de mau isolamento, o autocura ocorre em tensões mais altas.
Quando uma tensão VVV é aplicada a um capacitor de filme metalizado com tal defeito, um corrente ôhmica I=V/RI = V/RI=V/R flui através do defeito, onde RRR é a resistência do defeito. O densidade atual J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 flui através do eletrodo metalizado, o que resulta em uma maior concentração de corrente perto do defeito (à medida que rrr diminui). Isso causa aquecimento localizado devido ao Efeito Joule , onde o consumo de energia é proporcional a W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do defeito cai exponencialmente, aumentando tanto a corrente III quanto a potência WWW.
Nas regiões onde o eletrodo está mais próximo do defeito, a densidade de corrente J1J_1J1 aumenta, levando a Aquecimento Joule que derrete a camada metalizada. Isto forma um arco entre os eletrodos, que evapora o metal na área afetada, criando uma zona de isolamento isolada desprovida da camada metálica. Este arco é então extinto, completando o processo de autocura.
No entanto, este processo também sujeita o dielétrico que envolve o defeito a tensões térmicas e elétricas. Como resultado, decomposição química , gaseificação e até carbonização pode ocorrer, causando danos mecânicos localizados ao material dielétrico.
Otimizando a autocura de descarga
Para eficaz descarregar autocura , é crucial otimizar o design do capacitor. Os principais fatores incluem alcançar um ambiente adequado ao redor do defeito, selecionar um ambiente apropriado espessura da camada metálica , mantendo um ambiente hermeticamente fechado e garantindo a tensão central e capacitância são apropriadas para a aplicação.
Um processo de autocura perfeito envolve um curto tempo de autocura, consumo mínimo de energia e isolamento preciso do defeito, sem danificar o dielétrico circundante. Para evitar a deposição de carbono durante a autocura, as moléculas do filme orgânico devem ter um baixo relação carbono-hidrogênio e uma quantidade adequada de oxigênio. Isso garante que os produtos de decomposição incluam gases como CO2 , CO , e CH4 , que ajudam a extinguir o arco, dissipando rapidamente a energia na forma de gás.
A energia necessária para a autocura deve ser cuidadosamente gerenciada – não muito grande para danificar o meio circundante, e não muito pequena para falhar na remoção da camada metalizada ao redor do defeito. A quantidade de energia necessária para a autocura depende do material , grossura , e ambiente da camada de metalização. Usando metais de baixo ponto de fusão para metalização ajuda a reduzir a energia necessária e melhora a eficiência da autocura.
Além disso, é vital que a camada de metalização mantenha espessura uniforme e evite defeitos como arranhões, que podem levar a uma autocura incompleta ou irregular. Os fabricantes de capacitores, como a CRE, garantem a qualidade de seus produtos usando filmes de alta qualidade e implementando rigorosas inspeções de materiais para evitar que filmes defeituosos entrem na linha de produção.
