Vékonyréteg-kondenzátorok fő funkciói és alkalmazásai váltóáramú áramkörökben

I. Filmkondenzátorok a következő kulcsszerepeket töltik be az AC áramkörökben:

1. Csatolás/DC blokkolás:

A "váltakozó áram engedélyezése és az egyenáram blokkolása" jellemzőit kihasználva jeleket továbbít az egyik áramköri fokozatról a másikra, miközben blokkolja a két fokozat közötti egyenáramú előfeszítő feszültséget. Általában audio- és rádiófrekvenciás áramkörökben használják.

2. Szűrés (közvetlenül a kapacitív reaktanciával kapcsolatban):

Tápellátás szűrése: Induktorokkal vagy ellenállásokkal kombinálva RC vagy LC szűrőhálózatot képez, hogy megkerülje a váltakozó áramú áramban előforduló hullámzó zajt (például egyenirányított pulzáló egyenfeszültséget) a földre, és egyenletes egyenáramú teljesítményt ad ki. A PP fóliakondenzátorokat általában ilyen alkalmazásokban használják alacsony veszteségük és stabilitásuk miatt.

Zajcsökkentés/bypass: Zárja le a nagyfrekvenciás interferenciazajt (nagyon nagy f frekvenciával, ezért Xc nagyon kicsi) a testtel, hogy megakadályozza az érzékeny áramkörök zavarását. Általában kis kapacitású filmkondenzátorokat használnak.

3. Teljesítménytényező korrekció (PFC):

Az induktív terheléseknél, mint például a motorok és a világítás, az áramerősség elmarad a feszültségtől, ami alacsony teljesítménytényezőt eredményez. Egy filmkondenzátor párhuzamos csatlakoztatásával (vezető kapacitív áram generálásával) a lemaradt induktív áram kompenzálható, így a teljes áramerősség a feszültségfázishoz igazodik, és javítható az energiahatékonyság. Ez a filmkondenzátorok fontos alkalmazása ipari váltakozó áramú áramkörökben.

4. Rezonancia és frekvencia kiválasztása:

Sorosan vagy párhuzamosan kapcsolva egy induktorral, kihasználja az Xc frekvenciával változó karakterisztikáját, hogy rezonanciát érjen el egy adott fr frekvencián (Xc = XL). Oszcillátorok, hangoló áramkörök, szűrők stb. készítésére használják. Például egy rádió állomásválasztó áramkörében.

5. A motor működése és indítása:

Az egyfázisú váltakozó áramú motorokhoz kondenzátorokra van szükség a fáziseltolásos áram generálásához, ezáltal forgó mágneses mezőt hozva létre, amely lehetővé teszi a motor indítását és működését. Ezeknek a kondenzátoroknak nagy váltakozó feszültségnek és áramerősségnek kell ellenállniuk, és a filmkondenzátorokat (különösen a fémezett polipropilén MKP-t) széles körben használják nagy ellenállási feszültségük, alacsony veszteségük és öngyógyító tulajdonságaik miatt.

II. Miért részesítik előnyben az AC áramkörök a vékonyréteg-kondenzátorokat?

Az elektrolit kondenzátorokhoz képest a filmkondenzátorok egyedülálló előnyökkel rendelkeznek az AC áramkörökben:

Nem poláris: Közvetlenül használható tiszta váltakozó áramú áramkörökben.

Alacsony veszteség (magas Q érték): A dielektromos veszteség érintője kicsi, ami kevesebb hőtermelést és magas hatásfokot eredményez, így különösen alkalmas nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű alkalmazásokhoz.

Nagyfeszültségű ellenállás és megbízhatóság: Ellenáll a magas AC feszültségcsúcsoknak, és hosszú élettartammal rendelkezik.

Öngyógyító: Amikor a fémezett film lokálisan lebomlik, a letörési pont körüli fémréteg azonnal elpárolog, elszigeteli a hibapontot, és lehetővé teszi a kondenzátor normál működéséhez való visszatérést, ami nagymértékben javítja a megbízhatóságot.

Kapacitás stabilitás: A kapacitás értéke keveset változik, ha a hőmérséklet és a frekvencia változik.

Összefoglalni

A filmkondenzátorok működési elve AC áramkörökben a következőképpen foglalható össze:
Szigetelő vékonyréteg-dielektrikum felhasználásával váltakozó elektromos tér hatására időszakos töltésen és kisütésen mennek keresztül, így az AC áramkörben „áteresztő” karakterisztikát mutatnak. Impedanciájuk (kapacitív reaktancia) a frekvencia és a kapacitásérték függvényében változik. Ezen az elv alapján a filmkondenzátorok olyan kulcsfontosságú funkciókat látnak el, mint a csatolás, szűrés, kompenzáció és rezonancia, így a modern váltakozó áramú és erősáramú elektronikus áramkörök nélkülözhetetlen passzív összetevőivé válnak.