Войти
Пластиковые пленочные конденсаторы залиты в прямоугольные корпуса или покрыты эпоксидным лаком (красный цвет) Пленочные конденсаторы, пленочные конденсаторы, пленочные диэлектрические конденсаторы или полимерные пленочные конденсаторы, обычно называемые «пленочными крышками», а также силовые пленочные конденсаторы, представляют собой электрические конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в качестве диэлектрика, иногда в сочетании с бумагой в качестве носителя электродов.
Диэлектрические пленки, в зависимости от желаемой диэлектрической прочности, в специальном процессе вытягиваются до очень тонкой толщины, а затем снабжены электродами. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенного непосредственно на поверхность пластиковой пленки, или отдельной металлической фольги. Два из этих проводящих слоев намотаны в обмотку цилиндрической формы, обычно сплющенную, чтобы уменьшить требования к монтажному пространству на печатной плате , или уложены в виде нескольких слоев, уложенных вместе, чтобы сформировать тело конденсатора. Пленочные конденсаторы вместе с керамическими конденсаторами и электролитическими конденсаторами являются наиболее распространенными типами конденсаторов для использования в электронном оборудовании и используются во многих AC и DC микросхемы микроэлектроники и электроники.
Связанным типом компонентов является силовой (пленочный) конденсатор . Хотя материалы и методы изготовления, используемые для больших силовых пленочных конденсаторов, очень похожи на те, которые используются для обычных пленочных конденсаторов, конденсаторы с высокой и очень высокой номинальной мощностью для приложений в энергосистемах и электрических установках часто классифицируются отдельно по историческим причинам. По мере того, как современное электронное оборудование получило возможность работать с уровнями мощности, которые ранее были исключительной областью «электрических» компонентов, различие между «электронной» и «электрической» номинальной мощностью стало менее четким. Раньше граница между этими двумя семействами проходила примерно при реактивной мощности 200 вольт-ампер, но современная силовая электроника может справиться с увеличением уровня мощности.
Сравнение схематического изображения внутренних компонентов пленочных / фольговых и металлизированных пленочных конденсаторов
Поперечное сечение пластиковых пленочных конденсаторов
Сплющенная обмотка «голого» пленочного конденсатора перед кожухом, с учетом боковых металлических контактных слоев («schoopage») и прикрепленных выводов
Пленочные конденсаторы изготовлены из двух частей пластиковой пленки покрытый металлическими электродами, намотанный в обмотку цилиндрической формы, с присоединенными выводами, а затем герметизированный. Как правило, пленочные конденсаторы не поляризованы, поэтому два вывода взаимозаменяемы. Существует два различных типа пластиковых пленочных конденсаторов, изготовленных с двумя различными конфигурациями электродов:
Ключевым преимуществом внутренней конструкции современных пленочных конденсаторов является прямой контакт с электродами на обоих концах обмотки. Благодаря этому контакту все пути тока ко всему электроду очень короткие. Установка ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно, тем самым уменьшая внутренние омические потери (ESR ) и паразитную индуктивность <105.>(ESL ). Собственная геометрия конструкции пленочных конденсаторов приводит к очень низким омическим потерям и очень низкой паразитной индуктивности, что делает их особенно подходящими для приложений с очень высокими импульсными токами (демпферы) и для приложений питания переменного тока или для приложений с более высокими частотами.
Другой особенностью пленочных конденсаторов является возможность выбора различных пленочных материалов для диэлектрического слоя с целью выбора желаемых электрических характеристик, таких как стабильность, широкий диапазон температур или способность выдерживать очень высокие напряжения. Конденсаторы с полипропиленовой пленкой специфицированы из-за их низких электрических потерь и их почти линейного поведения в очень широком диапазоне частот для применения с классом устойчивости 1 в резонансных цепях, сравнимых только с керамическими конденсаторами. Для простых схем высокочастотных фильтров полиэфирные конденсаторы предлагают недорогие решения с превосходной долговременной стабильностью, позволяя заменять более дорогие танталовые электролитические конденсаторы. Варианты пленочных / фольговых конденсаторов с пластиковой пленкой особенно способны выдерживать большие и очень сильные скачки тока.
Типичные значения емкости пленочных конденсаторов меньшей емкости, используемых в электронике, начинаются от 100 пикофарад и увеличиваются до микрофарад.
Уникальные механические свойства пластиковых и бумажных пленок в некоторых специальных конфигурациях позволяют использовать их в конденсаторах очень больших размеров. Пленочные конденсаторы большего размера используются в качестве силовых конденсаторов в электроэнергетических установках и установках, способных выдерживать очень большую мощность или очень высокие приложенные напряжения. Диэлектрическая прочность этих конденсаторов может достигать четырехзначного диапазона напряжений.
Формула для емкости (C) пластинчатого конденсатора:. 
Согласно уравнению, более тонкий диэлектрик или большая площадь электрода будут увеличивать значение емкости, как и диэлектрический материал с более высокой диэлектрической проницаемостью.
В следующем примере описывается типичный процесс производства намотанных конденсаторов из металлизированной пластиковой пленки.
Технологическая схема производства металлизированных пленочных конденсаторов с лакированным покрытием погружением Производство намотанных пленочных / металлических фольгированных конденсаторов с металлической фольгой вместо металлизированной пленки является сделано очень похожим образом.
В качестве альтернативы традиционной конструкции пленочных конденсаторов с намоткой, они также могут изготавливаться в «пакетной» конфигурации. Для этого варианта две металлизированные пленки, представляющие собой электроды, намотаны на гораздо больший сердечник диаметром более 1 м. Так называемые многослойные конденсаторы (MLP, Multilayer Polymer Capacitors) могут быть произведены путем распиливания этой большой обмотки на множество более мелких отдельных сегментов. Распил вызывает дефекты на боковых сторонах конденсаторов, которые позже выгорают (самовосстановление) в процессе производства. Таким образом производятся недорогие металлизированные пленочные конденсаторы общего назначения. Этот метод также используется для изготовления конденсаторных «кубиков» для компонентов в корпусе устройства поверхностного монтажа (SMD).
Сильно упрощенная диаграмма поперечного сечения самовосстановления после сгорания точечного короткого замыкания между металлизированными электродами. На нижнем рисунке показан вид сверху фольги после выгорания точечного дефекта. 
Сегментация «Т-металлизации» для изоляции и уменьшения повреждений в процессе самовосстановления. Металлизированные пленочные конденсаторы обладают свойствами «самовосстановления», которые недоступны в конфигурациях пленка / фольга. Когда приложено достаточное напряжение, точечное короткое замыкание между металлизированными электродами испаряется из-за высокой температуры дуги, поскольку как диэлектрический пластик в точке пробоя, так и металлизированные электроды вокруг точки пробоя очень тонкие (примерно 0,02-0,05 мкм). Точечный дефект, вызвавший короткое замыкание, сгорает, и возникающее давление пара сдувает дугу. Этот процесс может завершиться менее чем за 10 мкс, часто без прерывания полезной работы поврежденного конденсатора.
Это свойство самовосстановления позволяет использовать однослойную обмотку из металлизированных пленок без дополнительной защиты от дефекты, и тем самым приводит к уменьшению количества физического пространства, необходимого для достижения заданных технических характеристик. Другими словами, увеличивается так называемый «объемный КПД» конденсатора.
Самовосстанавливающаяся способность металлизированных пленок многократно используется в процессе производства металлизированных пленочных конденсаторов. Обычно после разрезания металлизированной пленки на желаемую ширину любые возникающие дефекты могут быть выгорены (залечены) путем приложения подходящего напряжения перед намоткой. Тот же метод также используется после металлизации контактных поверхностей («schoopage») для удаления любых дефектов в конденсаторе, вызванных процессом вторичной металлизации.
«Точечные отверстия» в металлизации, вызванные самовосстановлением дуг, очень незначительно уменьшают емкость конденсатора. Однако величина этого сокращения довольно мала; даже при выгорании нескольких тысяч дефектов это уменьшение обычно намного меньше, чем 1% от общей емкости конденсатора.
Для больших пленочных конденсаторов с очень высокими стандартами стабильности и длительного срока службы, например демпферные конденсаторы, металлизация может быть выполнена по специальной схеме изоляции повреждений. На рисунке справа показана металлизация в виде буквы «Т». Каждый из этих Т-образных узоров дает намеренно суженное поперечное сечение проводящей металлизации. Эти ограничения действуют как микроскопические предохранители, так что, если происходит короткое замыкание между электродами точечного дефекта, высокий ток короткого замыкания сгорает только предохранители вокруг места повреждения. Таким образом, затронутые секции отключаются и изолируются контролируемым образом, без каких-либо взрывов вокруг большой дуги короткого замыкания. Таким образом, площадь поражения ограничена, а неисправность аккуратно контролируется, что значительно снижает внутреннее повреждение конденсатора, который, таким образом, может оставаться в рабочем состоянии только с бесконечно малым уменьшением емкости.
В полевых установках оборудования для распределения электроэнергии, конденсаторная батарея отказоустойчивость часто повышается за счет параллельного подключения нескольких конденсаторов, каждый из которых защищен внутренним или внешним предохранителем. Если в отдельном конденсаторе возникает внутреннее короткое замыкание, возникающий в результате ток короткого замыкания (усиленный емкостным разрядом соседних конденсаторов) перегорает предохранитель, таким образом изолируя неисправный конденсатор от остальных устройств. Этот метод аналогичен методу «Т-металлизации», описанному выше, но работает в более крупном физическом масштабе. Более сложные последовательные и параллельные схемы конденсаторных батарей также используются для обеспечения непрерывности работы, несмотря на отказы отдельных конденсаторов в более крупном масштабе.
Примеры частичной металлизации на одной стороне металлизированная изолирующая пленка для увеличения номинального напряжения пленочных конденсаторов. Этот метод эффективно формирует несколько небольших конденсаторов, соединенных последовательно, для повышения эффективного напряжения пробоя . Номинальное напряжение различных пленочных материалов зависит от таких факторов, как толщина пленки, качество материала (отсутствие физические дефекты и химические примеси), температуре окружающей среды и частоте работы, а также запас прочности против напряжения пробоя (диэлектрическая прочность). Но в первом приближении номинальное напряжение пленочного конденсатора зависит в первую очередь от толщины пластиковой пленки. Например, при минимально доступной толщине пленки полиэфирных пленочных конденсаторов (около 0,7 мкм) можно производить конденсаторы с номинальным напряжением 400 В постоянного тока. Если требуется более высокое напряжение, обычно используется более толстая пластиковая пленка. Но напряжение пробоя диэлектрических пленок обычно нелинейно. Для толщины более примерно 5 мил напряжение пробоя увеличивается приблизительно пропорционально корню квадратному из толщины пленки. С другой стороны, емкость линейно уменьшается с увеличением толщины пленки. По причинам доступности, хранения и существующих возможностей обработки желательно достичь более высоких пробивных напряжений при использовании существующих доступных пленочных материалов. Это может быть достигнуто за счет односторонней частичной металлизации изолирующих пленок таким образом, что создается внутреннее последовательное соединение конденсаторов. Используя эту технику последовательного соединения, общее напряжение пробоя конденсатора можно умножить на произвольный коэффициент,общая но емкость также будет увеличена на тот же коэффициент.
Напряжение пробоя может быть увеличено за счет использования односторонних частично металлизированных пленок, или напряжение пробоя конденсатора может быть увеличено за счет использования двусторонних металлизированных пленок. Двусторонние металлизированные пленки также можно комбинировать с внутренними включенными конденсаторами частичной металлизации. Эти технические решения используются для высоконадежных применений с полипропиленовыми пленками.
Пленочный конденсатор из металлизированного поликарбоната с двусторонними металлизированными пленками
Конденсатор высокого напряжения с двумя конденсаторами, соединенными внутри
Конденсатор высокого напряжения с четырьмя конденсаторами с внутренним последовательным соединением
Важным свойством пленочных конденсаторов является их способность выдерживать высокие импульсы пикового напряжения или пикового тока. Эта способность зависит от всех внутренних соединений пленочного конденсатора, выдерживающего пиковые токовые нагрузки до максимальной заданной температуры. Коллатеральные контактные слои (schoopage) с электродами могут быть потенциальным ограничением максимальной допустимой нагрузки по току.
Слои электродов намотаны немного со смещением друг относительно друга, так что край электродов может контактировать с использованием метода контакта поверхностей "schoopage" на боковых торцевых поверхностях обмотки. Это внутреннее соединение в совокупности осуществляется множеством точечных контактов на краю электрода и может быть смоделировано как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно. Многие отдельные потери сопротивления (ESR ) и индуктивности (ESL ) соединены параллельно, так что эти общие нежелательные паразитные сводятся к минимуму.
отдельные нагревательные точки омического контактного сопротивления возникают, когда пиковый ток протекает через эти микроскопические точки контакта, которые являются критическими областями общего внутреннего сопротивления конденсатора. Образоваться «горячие точки», которые могут вызвать ожог контактных участков, вызывает сила тока слишком большой.
Второе ограничение допустимой нагрузки по току, вызванному омическим сопротивлением электродов. У металлизированных пленочных конденсаторов с толщиной слоя от 0,02 до 0,05 мкм токонесущая способность ограничивается этим тонкими слоями.
Металлизация оптимизированной формы для увеличения номинального импульсного тока Номинальный импульсный ток пленочных конденсаторов может быть увеличен за счет различных внутренних конфигураций. Металлизация - самый дешевый способ производства электродов, оптимизация формы электродов - это один из способов минимизировать внутреннее сопротивление и увеличить токонесущую способность. Немного более толстый слой металлизации на контактных сторонах электродов приводит к более низкому общему контактному сопротивлению и увеличению выдержки импульсного тока без потерь свойств самовосстановления на остальной части металлизации.
Другой метод увеличения номинальный импульсный ток для пленочных конденсаторов - это двухсторонняя металлизация. Это может удвоить номинальный пиковый ток. Эта конструкция также уменьшаетвое общее самоиндуктивность конденсатора, фактически две катушки индуктивности соединены, что позволяет менее беспрепятственно проходить более быстрые импульсы (более высокий так называемый рейтинг «dV / dt»).
Двусторонняя металлизированная пленка обладает электростатическим полем, поскольку электроды одинаковые возможности на разных сторонах пленки, и, следовательно, не вносит вклад в общую емкость конденсатора. Таким образом, эта пленка может быть изготовлена из другого и менее дорогого материала. Например, конденсатор из полипропиленовой пленки с двухсторонней изоляцией на носителе из полиэфирной пленки не только удешевляет, но и делает конденсатор меньше, поскольку более тонкая полиэфирная фольга улучшает объемный КПД конденсатора. Пленочные конденсаторы с двусторонней металлизированной пленкой работают более толстые электроды для более высокого импульса током, но все же сохраняют свои самовосстанавливающиеся свойства в отличие от пленочных / фольговых конденсаторов.
Пленочные конденсаторы с самым высоким номинальным импульсным током себе пленочные / фольговые конденсаторы с конструкцией из металлической фольги. В этих конденсаторах используется тонкая металлическая фольга, обычно алюминиевая, в качестве электродов, покрывающих полимерную пленку. Преимущество этой конструкции - простое и надежное соединение электродов из металлической фольги. В этой конструкции контактное сопротивление в области сопротивления самое низкое.
Однако конденсаторы из металлической фольги не обладают свойствами самовосстановления. Пробой диэлектрической пленки пленочного / фольгового конденсатора приводит к необратимому короткому замыканию. Чтобы избежать пробоев из-за слабых мест в диэлектрике, выбираемая изолирующая пленка всегда толще, чем теоретически требуется из-за конкретного напряжения пробоя материала. Пленки менее 4 мкм обычно не используются для пленочных / фольговых конденсаторов из-за чрезмерно большого количества точечных дефектов. Также. металлическая фольга может изготавливаться только толщиной примерно до 25 мкм. Эти компромиссы делают конденсатор типа пленка / фольга наиболее надежным, но также и самым дорогим методом повышения устойчивости к импульсным токам.
Три различных конфигураций пленочных конденсаторов для увеличения номинального импульсного тока 
Осевой стиль для монтажа точка-точка и сквозное отверстие
Радиальный тип (односторонний) для монтаж пайкой в сквозное отверстие на печатных платах
Радиальный тип с усиленными выводами для демпфирующих приложений и высоких импульсных нагрузок
Усиленный демпфирующий конденсатор с винтовыми зажимами
SMD-тип для поверхностного монтажа печатных плат, с металлизированными контактами на двух противоположных краях
Пленочные конденсаторы для использования в электронном оборудовании упаковываются в общепринятые и обычные промышленные стили: осевые, радиальные и SMD. Традиционные корпуса осевого типа сегодня используются реже, но по-прежнему предназначены для двухточечной проводки и некоторых чувств сквозных печатных плат. Наиболее распространенный форм-фактор - это радиальный тип (несимметричный), с обоими выводами на одной стороне корпуса конденсатора. Для облегчения автоматические вставки радиальные пластиковые пленочные конденсаторы обычно конструируются с расстояниями между выводами на стандартных расстояниях, начиная с шага 2,5 мм и увеличиваясь с шагом 2,5 мм. Радиальные конденсаторы доступны в пластиковых корпусах или в эпоксидной смоле для защиты корпуса конденсатора воздействия от окружающей среды. Хотя переходное тепло при пайке оплавлением обеспечивает высокое напряжение в материалах пластиковой пленки, пленочные конденсаторы, способные выдерживать такие температуры, доступны в корпусах для устройств поверхностного монтажа (SMD ).
До появления пластиковых пленок конденсаторы изготавливались путем прослоения полосы пропитанной бумаги между металлическими полосами и скатывания результата в цилиндр– бумажные конденсаторы - широко использовались; их производство началось в 1876 году, с начала 20 века они использовались как разделительные конденсаторы в телекоммуникациях (телефонии).
С разработкой пластиковых материалов химиками-органиками во время Вторая мировая война, конденсаторная промышленность начала заменять бумагу более тонкими полимерными пленками. Одна очень ранняя разработка пленочных конденсаторов была описана в британском патенте 587953 в 1944 году. Использование пластика в пластиковых пленочных конденсаторах происходило примерно в следующем историческом порядке: полистирол (PS) в 1949 году, полиэтилентерефталат (ПЭТ / «полиэстер») и ацетат целлюлозы (CA) в 1951 г., поликарбонат (PC / Lexan) в 1953 г., политетрафторэтилен (PTFE / Тефлон) в 1954 г., в 1954 г., полипропилен (ПП) в 1954 г., полиэтилен (ПЭ) в 1958 г. и (ППС) в 1967 г. К середине 1960-х гг. ассортимент различных пластиковых пленочных конденсаторов, предлагаемых широко, в основном европейскими и американскими производителями. Немецкие моды, такие как WIMA, Siemens и Philips, были статистическими модами и лидерами на мировом рынке бытовой электроники.
Одно из главных преимуществ пластиковых пленок Для изготовления конденсаторов пластмассовые пленки имеют значительно меньше дефектов, чем бумажные листы, используемые в бумажных конденсаторах. Это позволяет изготавливать пластмассовые пленочные конденсаторы только с одним слоем пластиковой пленки, тогда как для бумажных конденсаторов требуется двойной слой бумаги. Конденсаторы с пластиковой пленкой были значительно меньше по физическому размеру (лучше объемная ), с тем же значением емкости и такой же электрической прочностью, что и сопоставимые бумажные конденсаторы. Новые пластиковые материалы также показали дополнительные преимущества по с бумагой. Пластик гораздо менее гигроскопичен, чем бумага, снижает вредные последствия несовершенной герметизации. Кроме того, большинство пластмасс подвержены меньшим химическим изменениям в течение длительных периодов времени, что обеспечивает долгосрочную стабильность их электрических параметров. Примерно с 1980 года бумажные и металлизированные конденсаторы (конденсаторы MP) почти полностью заменены пленочные конденсаторы из ПЭТ для маломощных бумажных электронных устройств постоянного тока. В настоящее время бумага используется только в конденсаторах для подавления радиопомех или в конденсаторах двигателя или в качестве смешанного диэлектрика в сочетании с полипропиленовыми пленками в больших конденсаторах переменного и постоянного тока для мощных приложений.
Первым специальным типом пластиковых пленочных конденсаторов были пленочные конденсаторы из ацетата целлюлозы, также называемые конденсаторы MKU. Полярный изолирующий диэлектрический ацетат целлюлозы представляет собой синтетическую смолу, которая может быть изготовлена для металлизированных конденсаторов с толщиной пленки краски до примерно 3 мкм. Жидкий слой ацетата целлюлозы сначала наносили на бумажный носитель, затем покрывали воском, сушили и затем металлизировали. При намотке корпуса конденсатора бумага удалялась с металлизированной пленки. Оставшийся слой ацетата целозы имел диэлектрический пробой 63 В, достаточный для многих приложений общего назначения. Очень маленькая толщина диэлектрика уменьшила габаритные размеры этих конденсаторов по сравнению с другими пленочными конденсаторами того времени. Пленочные конденсаторы MKU больше не производятся, потому что теперь можно производить пленочные конденсаторы из полиэфира меньшего размера, которые были рыночной нишей типа MKU.
Пленочные конденсаторы стали намного меньше с момента появления технологии. Например, за счет создания более тонких пластиковых пленок размеры металлизированных пленочных конденсаторов из полиэфира уменьшены примерно в 3–4.
Самыми важными преимуществами пленочных конденсаторов стабильность их электрических значений в течение длительного времени. продолжительность, их надежность и более низкая стоимость, чем у некоторых других типов для тех же приложений. Специально для приложений с сильноточными импульсными нагрузками или высокими нагрузками переменного тока в электрических системах доступны сверхмощные пленочные конденсаторы, называемые здесь «силовые конденсаторы», с диэлектрической проницаемостью в несколько киловольт товаров.
Но производство пленочных конденсаторов критически зависит от цепочки поставок материалов. Каждый из пластиковых пленочных материалов, используемых для изготовления пленочных конденсаторов во всем мире производится всего двумя крупными поставщиками. Причина этого в том, что массовые количества требуемые рынком для пленочных крышек, довольно малы по с производственными циклами типичных химических компаний. Это приводит к большому количеству производителей конденсаторов от относительно небольшого количества химических компаний в качестве поставщиков сырья. Например, в 2000 году Bayer AG прекратило производство поликарбонатных пленок из-за нерентабельно низких объемов продаж. Большинству производителей поликарбонатных пленочных конденсаторов пришлось быстро изменить свои предложения на конденсатор другого типа, и потребовалось много дорогостоящих разрешений на испытания для новых конструкций.
По состоянию на 2012 год только пластиковых материалов продолжали широко известна в конденсаторной промышленности в качестве пленок для конденсаторов: ПЭТ, ПЕН, ПП, ППС и ПТФЭ. Другие пластмассовые материалы больше не используются, потому что они больше не производятся или были заменены на более качественные материалы. Даже давно производимые пленочные конденсаторы из полистирола (ПС) и поликарбоната (ПК) были в значительной степени заменены ранее упомянутыми типами пленок, хотя по крайней мере один производитель конденсаторов для ПК сохраняет возможность делать свои собственные пленки из сырого поликарбонатного сырья. Здесь кратко описаны менее распространенные пластиковые пленки, поскольку они все еще встречаются в старых конструкциях и все еще доступны у некоторых поставщиков.
Из простых начал пленочные конденсаторы превратились в очень широкий и узкоспециализированный ассортимент различных типов. К концу ХХ века массовое производство большинства пленочных конденсаторов переместилось на Дальний Восток. Несколько крупных компаний по-прежнему производят узкоспециализированные пленочные конденсаторы в Европе и США для систем питания и переменного тока.
В следующей таблице указаны наиболее часто используемые диэлектрики. полимеры для пленочных конденсаторов.
| Диэлектрик | Аббревиатура | Торговое наименование |
|---|---|---|
| Полипропилен | PP | Treofan |
| Полиэстер, Полиэтилентерефталат | ПЭТ | Хостафан, Майлар |
| Полиэтиленнафталат | PEN | Kaladex |
| Полифениленсульфид | PPS | Торелина |
| Политетрафторэтилен | ПТФЭ | Тефлон |
| Полистирол | PS | Стирофлекс |
| Поликарбонат | PC | Макрофол |
Кроме того, можно смешивать различные пленочные материалы для производства конденсаторов с определенными свойствами.
Наиболее часто используемыми пленочными материалами являются полипропилен с долей рынка 50%, за которым следует полиэстер с долей 40%. Оставшиеся 10% приходится на другие диэлектрические материалы, включая полифениленсульфид и бумагу, примерно по 3% каждый.
Конденсаторы с поликарбонатной пленкой больше не производятся, потому что диэлектрический материал больше не доступен.
Электрические характеристики, а также температурные и частотные характеристики пленочных конденсаторов в основном определяются типом материала, из которого формируется диэлектрик конденсатора. В следующей таблице перечислены наиболее важные характеристики основных пластиковых пленочных материалов, используемых сегодня. Характеристики смешанных пленочных материалов здесь не приводятся.
Цифры в этой таблице взяты из спецификаций, опубликованных различными производителями пленочных конденсаторов для промышленной электроники.
Большой диапазон значений коэффициента рассеяния включает как типовые, так и максимальные характеристики из технических паспортов различных производителей. Типичные электрические параметры мощности и больших конденсаторов переменного тока не включены в эту таблицу.
| Материал пленки, сокращенные коды | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Характеристики пленки | ПЭТ | PEN | PPS | PP | |
| Относительная диэлектрическая проницаемость при 1 кГц | 3,3 | 3,0 | 3,0 | 2,2 | |
| Минимальная толщина пленки (мкм) | 0.7...0.9 | 0.9...1.4 | 1.2 | 1,9... 3,0 | |
| Поглощение влаги (%) | низкая | 0,4 | 0,05 | <0.1 | |
| Электрическая прочность (В / мкм) | ~ 580 | ~ 500 | ~ 470 | ~ 650 | |
| Коммерческая реализация. проверка напряжения (В / мкм) | 280 | 300 | 220 | 400 | |
| Диапазон напряжения постоянного тока (В) | 50-1000 | 16-250 | 16-100 | 40-2000 | |
| Емкость диапазон | 100 пФ - 22 мкФ | 100 пФ - 1 мкФ | 100 пФ - 0,47 мкФ | 100 пФ - 10 мкФ | |
| Температура применения диапазон (° C) | -55 - +125 / + 150 | -55 - +150 | -55 - +150 | -55 - +105 | |
| ΔC / C в зависимости от диапазона температур (%) | ±5 | ±5 | ± 1,5 | ± 2,5 | |
| Коэффициент рассеяния (• 10) | |||||
| на 1 кГц | 50–200 | 42–80 | 2–15 | 0,5–5 | |
| при 10 кГц | 110–150 | 54–150 | 2,5–25 | 2–8 | |
| при 100 кГц | 170—300 | 120—300 | 12—60 | 2—25 | |
| на 1 МГц | 200—350 | – | 18–70 | 4–40 | |
| Постоянная времени R Iso • C (с) | при 25 ° C | ≥10000 | ≥10000 | ≥10000 | ≥100000 |
| при 85 ° C | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10.000 | |
| Диэлектрическое поглощение (%) | 0,2—0,5 | 1—1,2 | 0,05—0,1 | 0,01— 0,1 | |
| Удельная емкость (нФ • В / мм) | 400 | 250 | 140 | 50 | |
полипропилен (ПП) FKP 1 конденсатор для импульсных приложений с фольгой производства WIMA Полипропиленовые пленочные конденсаторы имеют диэлектрик из термопластичного, неполярного, органического и частично кристаллического полимерного материала Полип ропилен (ПП), торговое название Treofan, от семейство полиолефинов. Они выпускаются как в металлизированном намотанном, так и в штабельном вариантах, а также в виде пленки / фольги. Полипропиленовая пленка - это наиболее часто используемая диэлектрическая пленка в промышленных конденсаторах, а также в конденсаторах силового типа. Материал полипропиленовой пленки впитывает меньше влаги, чем полиэфирная пленка, и поэтому также подходит для «голых» конструкций без какого-либо покрытия или дополнительной упаковки. Но максимальная температура 105 ° C не позволяет использовать пленки PP в упаковке SMD.
Температурные и частотные зависимости электрических параметров полипропиленовых пленочных конденсаторов очень низкие. Конденсаторы с полипропиленовой пленкой имеют линейный отрицательный температурный коэффициент емкости ± 2,5% в пределах своего температурного диапазона. Таким образом, полипропиленовые пленочные конденсаторы подходят для применения в схемах определения частоты класса 1, фильтрах, схемах генераторов, аудиосхемах и таймерах. Они также полезны для компенсации индуктивных катушек в прецизионных фильтрах и в высокочастотных приложениях.
В дополнение к квалификации класса применения для пленочных / фольговых версий пленочных конденсаторов PP, стандарт IEC / EN 60384-13 определяет три «класса стабильности». Эти классы стабильности определяют допуск на температурные коэффициенты вместе с допустимым изменением емкости после определенных испытаний. Они подразделяются на различные классы температурного коэффициента (α) с соответствующими допусками и предпочтительными значениями допустимого изменения емкости после механических испытаний, испытаний в условиях окружающей среды (влажность) и на срок службы.
| Стабильность. класс | Температурный коэффициент (α). и допуск. в частях на миллион на кельвин. 10 / K | Допустимое изменение. емкости. Температура верхней категории | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -80 | -100 | -125 | -160 | -250 | 85 ° C | 100 ° C | |
| 1 | ± 40 | ± 50 | ± 60 | ± 80 | ± 120 | ± (0,5% + 0,5 пФ) | ± (1% + 0,5 пФ) |
| 2 | - | ± 100 | ± 125 | ± 160 | ± 250 | ± (1% + 1 пФ) | ± (1% +1 пФ) |
| 3 | - | - | - | ±160 | >250 | ± (2% + 2 пФ) | ± (5% + 2 пФ) |
Таблица не действует для значений емкости менее 50 пФ.
Кроме того, пленочные конденсаторы из полипропилена имеют самое низкое диэлектрическое поглощение, что делает их подходящими для таких приложений, как VCO синхронизирующие конденсаторы, выборки и хранения. приложения и аудиосхемы. Они доступны для этих прецизионных применений с очень узкими допусками по емкости.
Коэффициент рассеяния у пленочных конденсаторов из полипропилена меньше, чем у других пленочных конденсаторов. Благодаря низкому и очень стабильному коэффициенту рассеяния в широком диапазоне температур и частот, даже на очень высоких частотах, а также их высокой диэлектрической прочности 650 В / мкм, пленочные конденсаторы из полипропилена могут использоваться в металлизированных версиях и в версиях пленка / фольга в качестве конденсаторов. для импульсных приложений, таких как схемы отклонения ЭЛТ-сканирования, или в качестве так называемых «демпфирующих » конденсаторов, или в приложениях IGBT. Кроме того, полипропиленовые пленочные конденсаторы используются в системах питания переменного тока, таких как конденсаторы двигателя или конденсаторы PFC.
Конденсаторы с полипропиленовой пленкой широко используются для подавления электромагнитных помех, включая прямое подключение к электросети. В этом последнем случае они должны соответствовать специальным требованиям к испытаниям и сертификации в отношении безопасности и негорючести.
В большинстве силовых конденсаторов, самых больших из производимых конденсаторов, в качестве диэлектрика обычно используется полипропиленовая пленка. Пленочные конденсаторы из полипропилена используются для высокочастотных систем с высокой мощностью, таких как индукционный нагрев, для импульсных систем разряда энергии и в качестве конденсаторов переменного тока для распределения электроэнергии. Номинальное напряжение переменного тока этих конденсаторов может достигать 400 кВ.
Относительно низкая диэлектрическая проницаемость 2,2 является небольшим недостатком, и пленочные конденсаторы из полипропилена имеют тенденцию быть несколько физически больше, чем другие пленочные крышки.
Пленки конденсаторного качества выпускаются толщиной до 20 мкм при ширине рулона до 140 мм. Рулоны тщательно упаковываются в вакууме попарно в соответствии со спецификациями, требуемыми для конденсатора.
Конденсаторы с полиэфирной пленкой - это пленочные конденсаторы, использующие диэлектрик из термопластичного полярного полимерного материала полиэтилентерефталата (ПЭТ), торговое название Hostaphan или Майлар из семейства полиэфиров. Они выпускаются как в металлизированном намотанном, так и в штабельном вариантах, а также в виде пленки / фольги. Полиэфирная пленка очень мало впитывает влагу, что делает ее подходящей для «голых» дизайнов без необходимости нанесения дополнительного покрытия. Это недорогие серийно выпускаемые конденсаторы в современной электронике, имеющие относительно небольшие размеры и относительно высокие значения емкости. Конденсаторы из полиэтилентерефталата в основном используются в качестве конденсаторов общего назначения для приложений постоянного тока или для полукритических цепей с рабочими температурами до 125 ° C. Максимальная температура 125 ° C также позволяет изготавливать пленочные конденсаторы SMD из полиэтилентерефталата. Низкая стоимость полиэстера и относительно компактные размеры являются основными причинами широкого распространения пленочных ПЭТ-конденсаторов в современных конструкциях.
Небольшие физические размеры пленочных конденсаторов из ПЭТ являются результатом высокой относительной диэлектрической проницаемости, равной 3,3, в сочетании с относительно высокой диэлектрической прочностью, что приводит к относительно высокой объемной эффективности. Это преимущество компактности имеет ряд недостатков. Температурная зависимость емкости полиэфирных пленочных конденсаторов относительно высока по сравнению с другими пленочными конденсаторами, ± 5% во всем диапазоне температур. Зависимость емкости от частоты полиэфирных пленочных конденсаторов по сравнению с другими пленочными конденсаторами составляет -3% в диапазоне от 100 Гц до 100 кГц на верхнем пределе. Кроме того, зависимость коэффициента рассеяния от температуры и частоты выше для полиэфирных пленочных конденсаторов по сравнению с другими типами пленочных конденсаторов.
Конденсаторы с полиэфирной пленкой в основном используются для приложений общего назначения или для полукритических цепей с рабочими температурами до 125 ° C.
Пленочные конденсаторы из полиэтиленнафталата пленочные конденсаторы, в которых используется диэлектрик, изготовленный из термопластичного двухосного полимерного материала полиэтиленнафталата (PEN), торговые марки Kaladex, Teonex. Выпускаются только металлизированные. PEN, как и ПЭТ, принадлежит к семейству полиэфиров, но имеет лучшую стабильность при высоких температурах. Следовательно, пленочные конденсаторы PEN больше подходят для высокотемпературных применений и для упаковки SMD.
Температурные и частотные зависимости электрических характеристик емкости и коэффициента рассеяния пленочных конденсаторов PEN аналогичны пленочным конденсаторам из полиэтилентерефталата. Из-за меньшей относительной диэлектрической проницаемости и более низкой диэлектрической прочности полимера PEN пленочные конденсаторы PEN физически больше для данной емкости и номинального значения напряжения. Несмотря на это, пленочные конденсаторы PEN предпочтительнее, чем ПЭТ, когда температура окружающей среды во время работы конденсаторов постоянно превышает 125 ° C. Специальный «высоковольтный» (HV) диэлектрик PEN обеспечивает превосходные электрические свойства во время ресурсных испытаний при высоких напряжениях и высоких температурах (175 ° C). Конденсаторы PEN в основном используются для некритичной фильтрации, связи и развязки в электронных схемах, когда температурные зависимости не имеют значения.
Пленочные конденсаторы из полифениленсульфида - это пленочные конденсаторы с диэлектриком, изготовленным из термопластичного, органического и частично кристаллического полимерного материала Поли (п-фениленсульфид) (ППС), торговое наименование Торелина. Выпускаются только металлизированные.
Температурная зависимость емкости пленочных конденсаторов PPS во всем диапазоне температур очень мала (± 1,5%) по сравнению с другими пленочными конденсаторами. Также частотная зависимость в диапазоне от 100 Гц до 100 кГц емкости пленочных конденсаторов PPS составляет ± 0,5%, что очень мало по сравнению с другими пленочными конденсаторами. Коэффициент рассеяния у пленочных конденсаторов из PPS довольно мал, а зависимость коэффициента рассеяния от температуры и частоты в широком диапазоне очень стабильна. Только при температурах выше 100 ° C коэффициент рассеяния увеличивается до больших значений. Характеристики диэлектрического поглощения превосходны, уступая только диэлектрическим конденсаторам из PTFE и PS.
Пленочные конденсаторы на основе полифениленсульфида хорошо подходят для применения в частотно-определяющих цепях и для высокотемпературных применений. Из-за своих хороших электрических свойств пленочные конденсаторы из PPS являются идеальной заменой поликарбонатным пленочным конденсаторам, производство которых с 2000 года в значительной степени прекращено.
В дополнение к своим превосходным электрическим свойствам, пленочные конденсаторы PPS могут выдерживать температуры до 270 ° C без ущерба для качества пленки, поэтому пленочные конденсаторы PPS подходят для устройств поверхностного монтажа (SMD) и могут выдерживать повышенная температура пайки оплавлением для бессвинцовой пайки в соответствии с директивой RoHS 2002/95 / EC.
Стоимость пленочного конденсатора PPS обычно выше по сравнению с пленочным конденсатором PP.
Пленочные конденсаторы из политетрафторэтилена изготавливаются с диэлектриком из синтетического фторполимера политетрафторэтилена (ПТФЭ), твердого гидрофобного фторуглерода. Они производятся как в металлизированном виде, так и в виде пленки / фольги, хотя плохая адгезия к пленке затрудняет металлизацию. ПТФЭ часто называют товарным знаком DuPont Тефлон.
Пленочные конденсаторы из политетрафторэтилена обладают очень высокой термостойкостью до 200 ° C и даже до 260 ° C с понижением напряжения. Коэффициент рассеяния 2 • 10 довольно мал. Изменение емкости во всем температурном диапазоне от + 1% до -3% немного выше, чем у полипропиленовых пленочных конденсаторов. Однако, поскольку наименьшая доступная толщина пленки для пленок из ПТФЭ составляет 5,5 мкм, что примерно в два раза больше толщины полипропиленовых пленок, пленочные конденсаторы из ПТФЭ физически больше, чем пленочные конденсаторы из полипропилена. Он добавил, что толщина пленки на поверхности непостоянна, поэтому тефлоновые пленки трудно производить. Поэтому количество производителей пленочных конденсаторов из ПТФЭ ограничено.
Пленочные конденсаторы из ПТФЭ доступны с номинальным напряжением от 100 В до 630 В постоянного тока. Они используются в военной технике, в аэрокосмической отрасли, в геологических зондах, в схемах обжига и в высококачественных аудиосхемах. Основные производители пленочных конденсаторов из ПТФЭ находятся в США.
Пленочные конденсаторы из полистирола, иногда известные как «стиропластовые конденсаторы», на протяжении многих лет были хорошо известны как недорогие. пленочные конденсаторы общего назначения, в которых требуются высокая стабильность емкости, низкий коэффициент рассеяния и низкие токи утечки. Но поскольку толщина пленки не могла быть меньше 10 мкм, а максимальная температура достигла всего 85 ° C, с 2012 года пленочные конденсаторы PS в основном были заменены конденсаторами из полиэфирной пленки. Однако некоторые производители могут по-прежнему предлагать пленку PS. конденсаторы в их производственной программе, подкрепленные большим количеством полистирольной пленки, хранящейся на их складе. У полистирольных конденсаторов есть важное преимущество - они имеют температурный коэффициент, близкий к нулю, и поэтому полезны в настроенных схемах, где необходимо избегать температурного дрейфа.
Пленочные конденсаторы из поликарбоната представляют собой пленочные конденсаторы с диэлектриком, изготовленным из полимеризованных сложных эфиров угольной кислоты и поликарбоната двухатомных спиртов (ПК), иногда называемых торговой маркой Makrofol. Выпускаются как металлизированные намотки, так и пленки / фольга.
Эти конденсаторы имеют низкий коэффициент рассеяния и благодаря их относительно независимым от температуры электрическим свойствам, составляющим около ± 80 ppm во всем температурном диапазоне, они нашли множество применений для приложений с низкими потерями и температурной стабильностью, таких как синхронизация. схемы, прецизионные аналоговые схемы и фильтры сигналов в приложениях с жесткими условиями окружающей среды. Пленочные конденсаторы для ПК производились с середины 1950-х годов, но основной поставщик поликарбонатной пленки для конденсаторов прекратил производство этого полимера в форме пленки с 2000 года. В результате большинство производителей пленочных поликарбонатных конденсаторов во всем мире пришлось прекратить производство пленочных конденсаторов для ПК и вместо этого перейти на полипропиленовые пленочные конденсаторы. Большинство бывших применений конденсаторов ПК нашли удовлетворительную замену пленочными конденсаторами из полипропилена.
Однако есть исключения. Производитель Electronic Concepts Inc (Нью-Джерси, США) утверждает, что является внутренним производителем своей собственной поликарбонатной пленки, и продолжает производить пленочные конденсаторы для ПК. Помимо этого производителя поликарбонатных пленочных конденсаторов, есть и другие специализированные производители, в основном базирующиеся в США.
Конденсатор MP, односторонняя металлизированная бумага (дополнительный слой бумаги для покрытия точечных дефектов), обмотки, пропитанные изоляционным маслом
Силовой конденсатор MKP, односторонняя металлизированная бумага и полипропиленовая пленка (смешанный диэлектрик), обмотки, пропитанные изолирующим маслом
Силовой конденсатор MKV, двусторонняя металлизированная бумага (бесполевой механический носитель электродов), полипропиленовая пленка (диэлектрик), обмотки, пропитанные изоляционным маслом
Исторически первыми конденсаторами «пленочного» типа были бумажные конденсаторы конфигурации пленка / фольга. Они были довольно громоздкими и не особо надежными. С 2012 года бумага используется в виде металлизированной бумаги для конденсаторов MP с самовосстанавливающимися свойствами, используемых для подавления электромагнитных помех. Бумага также используется в качестве изолирующего механического носителя электродов с металлизированным слоем и в сочетании с полипропиленовым диэлектриком, в основном в силовых конденсаторах, рассчитанных на сильноточный переменный ток и высоковольтный постоянный ток.
Бумага в качестве носителя электродов имеет преимущества более низкой стоимости и несколько лучшей адгезии металлизации к бумаге, чем к полимерным пленкам. Но одна только бумага в качестве диэлектрика в конденсаторах недостаточно надежна для удовлетворения растущих требований к качеству современных приложений. Комбинация бумаги и диэлектрика из полипропиленовой пленки является экономичным способом повышения качества и производительности. Лучшее прилипание металлизации к бумаге является преимуществом, особенно при сильноточных импульсных нагрузках, а диэлектрик из полипропиленовой пленки увеличивает номинальное напряжение.
Однако шероховатость поверхности металлизированной бумаги может вызвать появление множества мелких пузырьков воздуха между диэлектриком и металлизацией, что снижает напряжение пробоя конденсатора. По этой причине более крупные пленочные конденсаторы или силовые конденсаторы, использующие бумагу в качестве носителя электродов, обычно заполняются изолирующим маслом или газом, чтобы вытеснить пузырьки воздуха и повысить напряжение пробоя.
Однако, поскольку почти все основные Производитель предлагает собственные запатентованные пленочные конденсаторы со смешанными пленочными материалами, сложно дать универсальный и общий обзор конкретных свойств смешанных пленочных конденсаторов.
Помимо описанных выше пленок ((полипропилен (PP), полиэтилентерефталат, полиэфирный ПЭТ), полифениленсульфид (PPS), полиэтиленнафталат (PEN), поликарбонат (PP), Полистирол (PS) и политетрафторэтилен (PTFE)), некоторые другие пластмассовые материалы могут использоваться в качестве диэлектрика в пленочных конденсаторах. Термопластичные полимеры, такие как полиимид (PI), полиамид (PA, более известный как нейлон или перлон), поливинилиденфторид (PVDF), силоксан, Полисульфон (PEx) и ароматический полиэфир (FPE) описаны в технической литературе как возможные диэлектрические пленки для конденсаторов. Основной причиной выбора новых пленочных материалов для конденсаторов является относительно низкая диэлектрическая проницаемость широко используемых материалов. Пленочные конденсаторы с более высокой диэлектрической проницаемостью можно было бы сделать еще меньше, что является преимуществом на рынке более компактных портативных электронных устройств.
В 1984 году в прессе был объявлен патент на новую технологию пленочных конденсаторов, в которой в качестве диэлектрика в пленочных конденсаторах используются сшитые электронным пучком материалы акрилат. Но по состоянию на 2012 год только один производитель продает специальный акрилатный пленочный конденсатор SMD в качестве замены X7R MLCC.
Полиимид (PI), термопластичный полимер из имидных мономеров, предлагается для пленки конденсаторы, называемые полиимидными, пи- или каптоновыми конденсаторами. Kapton - это торговое название полиимида из DuPont. Этот материал интересен своей высокой термостойкостью до 400 ° C. Но по состоянию на 2012 год не было объявлено никаких конкретных конденсаторов серии пленочных ПИ-конденсаторов. Предлагаемый пленочный конденсатор Kapton CapacitorCL11, объявленный на «dhgate», является «Типом: полипропиленовый пленочный конденсатор». Еще один очень странный каптоновый конденсатор можно найти у китайского производителя конденсаторов YEC. Здесь заявленные «каптоновые конденсаторы» на самом деле являются суперконденсаторами, совершенно другой технологией. Возможно, каптоновая пленка в этих суперконденсаторах используется в качестве разделителя между электродами этого двухслойного конденсатора. Каптоновые пленки часто предлагают в качестве клейкой пленки для внешней изоляции корпусов конденсаторов.
Поливинилиденфторид (PVDF) имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость от 18 до 20, что позволяет хранить большие количества энергии в небольшом пространстве (объемная эффективность ). Однако он имеет температуру Кюри всего 60 ° C, что ограничивает его использование. Пленочные конденсаторы с PVDF описаны для одного очень специального применения, в портативных дефибрилляторах.
. Для всех других ранее названных пластиковых материалов, таких как PA, PVDF, Siloxane, PEx или FPE, особые серии пленочных конденсаторов с этими пластиковыми пленками. не известно, что они производятся в промышленных количествах, по состоянию на 2012 год.
Стандартизация всех электрических, электронных компонентов и связанные с ним технологии соответствуют правилам, установленным Международной электротехнической комиссией (IEC), некоммерческой, неправительственной международной организацией по стандартизации . Стандарты МЭК гармонизированы с европейскими стандартами EN.
Определение характеристик и процедура методов испытаний для конденсаторов для использования в электронном оборудовании изложены в общих технических условиях:
Испытания и требования, соответствующие требованиям пленочных конденсаторов для использования в электронном оборудовании для утверждения в качестве стандартизованных типов, указанных в следующих разделах спецификации:
| Номер стандарта | Краткое название пленки | Конструкция конденсатора | Клеммы | Напряжение | Стандартное описание |
|---|---|---|---|---|---|
| IEC / EN 60384-2 | ПЭТ | металлизированный | с выводами | DC | Фиксированный диэлектрик из металлизированной полиэтилен-терефталатной пленки постоянного тока конденсаторы |
| IEC / EN 60384-11 | ПЭТ | пленка / фольга | свинцовые | DC | Фиксированная полиэтилен-терефталатная пленка диэлектрическая металлическая фольга постоянного тока конденсаторы |
| IEC / EN 60384-13 | PP | пленка / фольга | выводы | DC | Фиксированная полипропиленовая пленка диэлектрическая металлическая фольга постоянного тока конд енсаторы |
| IEC / EN 60384-16 | PP | металлизированные | выводы | DC | Фиксированный диэлектрик постоянного тока из металлизированной полипропиленовой пленки конденсаторы |
| IEC / EN 60384-17 | PP | металлизированные | выводы | AC | Фиксированный диэлектрик переменного тока из металлизированной полипропиленовой пленки и импульсный |
| IEC / EN 60384-19 | PET | металлизированный | SMD | DC | Фиксированный диэлектрический монтаж на поверхности постоянного тока с диэлектрической пленкой из металлизированной полиэтилен-терефталатной пленки. конденсаторы |
| IEC / EN 60384-20 | PPS | металлизаторы | SMD | DC | Фиксированная диэлектрическая пленка из металлизированной полифениленсульфидной пленки для поверхностного монтажа конденсаторы постоянного тока |
| IEC / EN 60384-23 | PEN | металлизированные | SMD | DC | Фиксированный диэлектрический чип с диэлектрической пленкой из металлизированной полиэтиленнафталатной пленки постоянного тока конденсаторы |
Стандартизация силовых конденсаторов в степени сосредоточена на правила местным регулирующим органом. Концепции и определения, гарантирующие безопасное применение силовых конденсаторов, опубликованные в следующих стандартах:
Текст выше взятых из соответствующих стандартов IEC, в которых используются сокращения «постоянного тока» для постоянного тока (DC) и «переменного тока» для переменного тока.
На начальном этапе разработки пленочных конденсаторов некоторые производители пытались стандартизировать названия различных пленочных материалов. Это привело к появлению ранее отмененного немецкого стандарта (DIN 41379), в котором для каждого типа конфигурации был прописан сокращенный код. Многие производители используют стандартные сокращения де-факто.
Однако с перемещением массового бизнеса в отрасль пассивных компонентов, в которые входят многие производители пленочные конденсаторы, новые производители на Дальнем Востоке используют сокращения, которые отличаются от ранее сокращений.
| Диэлектрический материал | Химические вещества. Аббревиатура типа пленочных конденсаторов | ||
|---|---|---|---|
| Конструкция из пленки / фольги | Металлическая конструкция | ||
| Бумага | (P) | – | (MP) |
| Полиэтилентерефталат, Полиэстер | ПЭТ | (F) KT | MKT ; МКС |
| Полиэтиленнафталат | PEN | (F) KN | MKN |
| Полифениленсульфид | PPS | (F) KI | MKI |
| Полипропилен | PP | (F)KP | MKP |
| Политетрафторэтилен | PTFE | – | – |
| Полистирол | PS | KS | |
| Поликарбонат | PC | (F) KC | MKC |
Производители Wima, Vishay и TDK Epcos указывают электрические параметры своих пленочных конденсаторов в общем техническом информационном листе.
Последовательная эквивалентная схема пленочного конденсатора Электрические характеристики конденсаторов согласованы с международной общей общей IEC / EN 60384-1. В этом стандарте электрические характеристики конденсаторов описываются идеализированной последовательной эквивалентной электрическими компонентами, которые моделируют все омические потери, емкостные и индуктивные параметры пленочного конденсатора:
Два реактивных сопротивления имеют следующие отношения с угловая частота «ω»:
РА Установленная емкость - это значение, на которое рассчитан конденсатор. Фактическая емкость пленочных конденсаторов зависит от частоты измерения и температуры окружающей среды. Стандартные условия для пленочных конденсаторов: частота измерения 1 кГц и температура 20 ° C. Процент допустимого отклонения величины от номинального значения называется допуском емкости. Фактическое значение емкости конденсатора должно быть в пределах допуска, иначе конденсатор не соответствует техническим характеристикам.
Пленочные конденсаторы доступны в различных сериях допусков, значения которых указаны в стандарте серии E, указанном в IEC / EN 60063. Для сокращенной маркировки в ограниченном ограниченном буквенном коде для каждого допуска указано в IEC / EN 60062.
Требуемый допуск определяет конкретным применением. Узкие допуски от E24 до E96 будут Награды для качественных схем, таких как прецизионные генераторы и таймеры. С другой стороны, для общих применений, таких как некритичные схемы фильтрации или связи, достаточно серии допусков E12 или E6.
Характеристики различных пленочных материалов зависят от температуры и частоты. На графиках ниже показаны типичные температурные и частотные характеристики емкости для различных материалов пленки.
Зависимость емкости от температуры и частоты для пленочных конденсаторов с различными пленочными материалами 
Снижение номинальных значений напряжения между верхней температурой (85 ° C для PP, PET и 105 ° C для PEN, PPS) и температуры более высокой категории Номинальное постоянное напряжение V R - это максимальное постоянное напряжение или пиковое значение импульсного напряжения, или сумма приложенного постоянного напряжения и пиковое значение наложенного напряжения, которое может непрерывно подаваться на конденсатор при любой температуре между температурой категории и номинальной температурой.
Напряжение пробоя пленочных конденсаторов уменьшается с повышением температуры. При использовании пленочных конденсаторов при температуре между верхней номинальной температурой и температурой верхней категории допускает только номинальное напряжение категории V C с понижением температуры. Коэффициенты снижения мощности применимы как к постоянному, так и к переменному напряжению. Производители, приведенные ниже, приведенные ниже, приведенные ниже, приведены ниже.
Допустимое пиковое значение наложенного переменного напряжения, называемое «номинальным пульсирующим напряжением», зависит от частоты. Применимые стандарты определяют следующие условия независимо от типа диэлектрической пленки.
| Частота. наложенного переменного напряжения | Процент наложенного пикового переменного напряжения. по сравнению с номинальным напряжением. на указанных частотах |
|---|---|
| 50 Гц | 20% |
| 100 Гц | 15% |
| 1 кГц | 3% |
| 10 кГц | 1% |
Типичные кривые среднеквадратичного значения четырех напряжений в зависимости от частоты для различных значений емкости конденсаторов серии 63 В постоянного тока Пленочные конденсаторы не поляризованы и предназначены для работы с переменным напряжением. Номинальное напряжение переменного тока указано как значение RMS, номинальное напряжение переменного тока должно быть меньше номинального напряжения постоянного тока. Типичные значения постоянного напряжения и номинального напряжения переменного тока приведены в таблице ниже:
| Номинальное напряжение постоянного тока | 50 В | 63 В | 100 В | 250 В | 400 В | 630 В | 1000 В | 1600 В | 2000 В |
| Номинальное номинальное напряжение переменного тока | 30 В | 40 В | 63 В | 160 В | 220 В | 250 В | 350 В | 550 В | 700 В |
Напряжение переменного тока вызовет появление переменного тока ( с приложенным смещением постоянного тока это также называется «пульсирующий ток»), когда циклическая зарядка и разрядка конденсатора вызывает колебательное движение электрических диполей в диэлектрике. Это приводит к диэлектрическим потерям, которые являются основным компонентом ESR пленочных конденсаторов и которые выделяют тепло от переменного тока. Максимальное действующее значение переменного напряжения на данной частоте, которое может непрерывно подаваться на конденсатор (до номинальной температуры), определяется как номинальное переменное напряжение U R AC. Номинальное напряжение переменного тока обычно указывается для частоты сети в регионе (50 или 60 Гц).
Номинальное напряжение переменного тока обычно рассчитывается таким образом, чтобы повышение внутренней температуры от 8 до 10 ° K устанавливает допустимый предел для пленочных конденсаторов. Эти потери увеличиваются с увеличением частоты, и производители указывают кривые для снижения максимального напряжения переменного тока, допустимого на более высоких частотах.
Конденсаторы, включая пленочные, предназначенные для непрерывной работы при низкочастотном (50 или 60 Гц) сетевом напряжении, обычно между линией и нейтралью или линией и землей для подавления помех, должны соответствовать стандартным требованиям безопасности; Например, X2 предназначен для работы между линией и нейтралью при 200-240 В переменного тока, а Y2 между линией и землей. Эти типы предназначены для обеспечения надежности и, в случае отказа, безопасного отказа (размыкание, а не короткое замыкание). Некатастрофический режим отказа в этом приложении обусловлен эффектом короны : воздух, заключенный в элементе обмотки, становится ионизированным и, следовательно, более проводящим, что позволяет частичным разрядам на металлизированной поверхности пленки, что вызывает локальные испарение металлизации. Это происходит неоднократно и может вызвать значительную потерю емкости (C-распад) в течение одного или двух лет. Международный стандарт IEC60384-14 определяет предел в 10% C-распада на 1000 часов испытаний (41 день постоянного подключения). Некоторые конденсаторы предназначены для минимизации этого эффекта. Один из методов, за счет увеличения размера и стоимости, состоит в том, чтобы конденсатор, работающий при 200–240 В переменного тока, состоял внутри из двух последовательно соединенных частей, каждая с напряжением 100–120 В переменного тока, недостаточным для ионизации. Производители также выбирают более дешевую и компактную конструкцию, чтобы избежать эффекта коронного разряда без последовательно соединенных секций, например, минимизируя замкнутый воздух.
Для металлизированных пленочных конденсаторов максимально возможное импульсное напряжение ограничено из-за ограниченной пропускной способности по току между контактом электродов и самими электродами. Номинальное импульсное напряжение V p - это пиковое значение импульсного напряжения, которое может непрерывно подаваться на конденсатор при номинальной температуре и заданной частоте. Емкость импульсного напряжения задается как время нарастания импульсного напряжения dV / dT в В / мкс, а также подразумевает максимальную пропускную способность по импульсному току. Значения времени нарастания импульса относятся к номинальному напряжению. Для более низких рабочих напряжений допустимое время нарастания импульсов может уменьшиться. Допустимая импульсная нагрузка пленочного конденсатора обычно рассчитывается таким образом, чтобы повышение внутренней температуры от 8 до 10 ° K было допустимым.
Максимально допустимое время нарастания импульса пленочных конденсаторов, которые могут применяться в номинальном диапазоне температур, указано в соответствующих технических паспортах. Превышение максимальной указанной импульсной нагрузки может привести к выходу конденсатора из строя.
Для каждого отдельного приложения необходимо рассчитывать импульсную нагрузку. Общее правило для расчета допустимой мощности пленочных конденсаторов недоступно из-за различий, связанных с производителями, проистекающих из деталей внутренней конструкции различных конденсаторов. Поэтому процедура расчета производителя WIMA приводится в качестве примера общеприменимых принципов.
Упрощенная схема последовательного эквивалента пленочный конденсатор для высоких частот (вверху); векторная диаграмма с электрическими реактивными сопротивлениями и сопротивлением ESR, а также для иллюстрации импеданса и коэффициента рассеяния tan δ The im педанс 
Технические характеристики пленочных конденсаторов только величины импеданса | Z | будет указано и просто записано как "Z". Фаза импеданса указывается как коэффициент рассеяния 
Если эквивалентные числа значений конденсатора 
В частном случае резонанса, в в котором оба реактивных сопротивления 
Типичные кривые импедансов для пленочных конденсаторов с разными значениями емкости Импеданс является мерой способности конденсатора пропускать переменные токи. Чем ниже импеданс, тем легче через конденсатор пропускать переменные токи. Пленочные конденсаторы характеризуются очень малыми значениями импеданса и очень высокими резонансными частотами, особенно по сравнению с электролитическими конденсаторами.
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) суммирует все резистивные потери конденсатора. Это сопротивление линии питания, сопротивление линии электродов и диэлектрические потери в диэлектрической пленке. На большую долю этих потерь обычно составляют диссипативные потери в диэлектрике.
Для пленочных конденсаторов коэффициент рассеяния tan δ указан в соответствующих таблицах данных вместо ESR. Коэффициент рассеяния определяет тангенсом фазового угла между емкостным реактивным сопротивлением X C минус индуктивное реактивное сопротивление X L и ESR.
Если индуктивность ESL мала, коэффициент рассеяния можно рассчитать следующим образом:
Причина использования коэффициента рассеяния вместо ESR заключается в том, что пленочные конденсаторы изначально использовались в основном в частотно-определяющих резонансных цепях. Обратное значение коэффициента рассеяния определяется как коэффициент качества «Q». Высокое значение добротности для резонансных контуров является признаком качества резонанса.
Коэффициент рассеяния у пленочных / фольговых конденсаторов ниже, чем у металлизированных пленочных конденсаторов, из-за более низкого контактного сопротивления фольгированного электрода по сравнению с металлизированным пленочным электродом.
Коэффициент рассеяния пленочных конденсаторов зависит от частоты, температуры и времени. Хотя частотные и температурные зависимости возникают непосредственно из физических законов, временная зависимость связана со старением и процессами адсорбции влаги.
Коэффициент рассеяния для различных пленочных материалов в зависимости от температуры
Коэффициент рассеяния для различных пленочных материалов как функция частоты
Типичные графики сопротивления изоляции 
различных типов пленочных конденсаторов в зависимости от температуры Заряженный конденсатор разряжается сверх время через собственную внутреннюю изоляцию сопротивление R изол. Умножение сопротивления изоляции на емкость конденсатора дает постоянную времени , которая называется «постоянной времени саморазряда»: (τ изол = R изол • C). Это показатель качества диэлектрика с точки зрения его изоляционных свойств, размер которого измеряется в секундах. Обычные значения для пленочных конденсаторов находятся в диапазоне от 1000 до 1000000 с. Эти постоянные времени всегда актуальны, если конденсаторы используются как элементы, определяющие время (например, временная задержка), или для хранения значения напряжения, как в схемах выборки и удержания или интеграторах.
Диэлектрическая абсорбция - это название эффекта, при котором конденсатор, который был заряжен в течение долгого времени, разряжается только частично при кратковременной разрядке. Это форма гистерезиса напряжения конденсатора. Хотя идеальный конденсатор должен оставаться при нулевом напряжении после разряда, реальные конденсаторы будут развивать небольшое остаточное напряжение, явление, которое также называется «выдержкой».
В следующей таблице перечислены типичные значения диэлектрической абсорбции для обычных пленочных материалов
| Диэлектрическая пленка | Диэлектрическая абсорбция |
|---|---|
| Полиэстер (ПЭТ) | от 0,2 до 0,5 % |
| Полипропилен (PP) | от 0,01 до 0,1% |
| Полиэтиленнафталат (PEN) | от 1,0 до 1,2% |
| Полифениленсульфид (PPS) | От 0,05 до 0,1% |
Пленочные полипропиленовые конденсаторы имеют самые низкие значения напряжения, генерируемые диэлектрическим поглощением. Поэтому они идеально подходят для прецизионных аналоговых схем или для интеграторов и схем выборки и хранения.
Пленочные конденсаторы подвержены очень небольшим, но измеримым процессам старения. Первичный процесс деградации - это небольшая усадка пластиковой пленки, которая происходит в основном во время процесса пайки, но также во время работы при высоких температурах окружающей среды или при большой токовой нагрузке. Кроме того, некоторое поглощение влаги обмотками конденсатора может происходить в условиях эксплуатации во влажном климате.
Термическое напряжение во время процесса пайки может изменить значение емкости свинцовых пленочных конденсаторов, например, на 1–5% от начального значения. Для устройств поверхностного монтажа процесс пайки может изменить значение емкости на целых 10%. Коэффициент рассеяния и сопротивление изоляции пленочных конденсаторов также может изменяться под действием описанных выше внешних факторов, в частности, из-за поглощения влаги в условиях высокой влажности.
Производители пленочных конденсаторов могут замедлить процесс старения, вызванный поглощением влаги, за счет лучшей герметизации. Эта более дорогостоящая производственная обработка может объясняться тем фактом, что пленочные конденсаторы с одинаковой базовой конструкцией корпуса могут поставляться с разными рейтингами стабильности срока службы, называемыми классами характеристик . Конденсаторы класса 1 являются «долговечными», Конденсаторы класса 2 являются конденсаторами «общего назначения». Технические характеристики этих классов определены в соответствующем стандарте IEC / EN 60384-x (см. Стандарты).
Допустимые изменения емкости, коэффициента рассеяния и сопротивления изоляции зависят от материала пленки и указаны в соответствующей спецификации. Изменения с течением времени, превышающие указанные значения, рассматриваются как отказ из-за ухудшения характеристик.
Пленочные конденсаторы обычно являются очень надежными компонентами с очень низкой частотой отказов и прогнозируемым сроком службы в несколько десятилетий при нормальных условиях. Ожидаемый срок службы пленочных конденсаторов обычно указывается с точки зрения приложенного напряжения, токовой нагрузки и температуры.
Были произведены пленочные конденсаторы с цветной маркировкой, но обычно печатают больше подробная информация по кузову. В соответствии со стандартом IEC 60384.1 на конденсаторах должны быть нанесены отпечатки следующей информации:
Конденсаторы подавления радиопомех сетевого напряжения также должны иметь соответствующие разрешения агентства по безопасности.
Емкость, допуск и дата изготовления могут быть отмечены сокращенными кодами. Емкость часто указывается с помощью индикатора подмножества, заменяющего легко стираемую десятичную точку, как: n47 = 0,47 нФ, 4n7 = 4,7 нФ, 47n = 47 нФ
По сравнению с двумя другими основными конденсаторные технологии, керамические и электролитические конденсаторы, пленочные конденсаторы обладают свойствами, которые делают их особенно хорошо подходящими для многих общих и промышленных применений в электронном оборудовании.
Два основных преимущества пленочных конденсаторов - очень низкие значения ESR и ESL. Пленочные конденсаторы физически больше и дороже, чем алюминиевые электролитические конденсаторы (электронные конденсаторы), но имеют гораздо более высокие характеристики импульсной и импульсной нагрузки. Поскольку пленочные конденсаторы не поляризованы, их можно использовать в приложениях с переменным напряжением без смещения постоянного тока, и они имеют гораздо более стабильные электрические параметры. Пленочные полипропиленовые конденсаторы имеют относительно небольшую температурную зависимость емкости и коэффициента рассеяния, поэтому их можно применять в устройствах класса 1 со стабильной частотой, заменяя керамические конденсаторы класса 1.
Полипропиленовые пленочные конденсаторы соответствуют критериям стабильности конденсаторов класса 1, имеют низкие электрические потери и почти линейное поведение в очень широком диапазоне. температурный и частотный диапазон. Они используются для генераторов и резонансных цепей ; для электронных фильтров приложений с высоким коэффициентом качества (Q), таких как фильтры высоких частот, фильтры низких частот и полосовые фильтры, а также для схем настройки; для аудиокроссоверов в громкоговорителей ; в выборка и удержание аналого-цифровых преобразователей и в детекторах пикового напряжения. Жесткие допуски по емкости требуются для синхронизирующих устройств в сигнальных лампах или генераторах ширины импульса для управления скоростью двигателей. Пленочные конденсаторы из полипропилена также хорошо подходят из-за их очень низкого тока утечки.
Пленочные конденсаторы PP класса 1 могут выдерживать более высокий ток, чем керамические конденсаторы класса устойчивости 1. Точные отрицательные температурные характеристики полипропилена делают конденсаторы из полипропилена полезными для компенсации температурных изменений в других компонентах.
Быстрое время нарастания импульса, высокая диэлектрическая прочность (напряжение пробоя ) и низкий коэффициент рассеяния (высокая добротность) являются причинами использования полипропиленовых пленочных конденсаторов при настройке с обратным ходом и Приложения S-коррекции в старых ламповых телевизорах и дисплеях с ЭЛТ. По тем же причинам пленочные конденсаторы из полипропилена, часто в версиях со специальными клеммами для высоких пиковых токов, хорошо работают в качестве демпферов для силовых электронных схем. Из-за высокой способности к импульсным скачкам конденсаторы PP подходят для использования в приложениях, где необходимы сильноточные импульсы, например, в рефлектометре во временной области (TDR) для определения места повреждения кабеля, в сварке аппараты, дефибрилляторы, в импульсных лазерах высокой мощности или для генерации высокоэнергетических световых или рентгеновских вспышек.
Кроме того, полипропиленовые пленочные конденсаторы используются во многих приложениях переменного тока, таких как фазовращатели для коррекции коэффициента мощности в люминесцентных лампах или в качестве конденсаторов двигателя.
Для простых высокочастотных цепей фильтров или в цепях регулятора напряжения или удвоителя напряжения недорогие металлизированные полиэфирные пленочные конденсаторы обеспечивают долгосрочную стабильность и могут заменить более дорогие танталовые конденсаторы. Поскольку конденсаторы пропускают сигналы переменного тока, но блокируют постоянный ток, пленочные конденсаторы с их высоким сопротивлением изоляции и низкой самоиндуктивностью хорошо подходят в качестве конденсаторов связи сигналов для более высоких частот. По тем же причинам пленочные конденсаторы широко используются в качестве разделительных конденсаторов для подавления шумов или переходных процессов.
Пленочные конденсаторы, изготовленные из недорогих пластиков, используются для некритических применений, которые не требуют сверхстабильных характеристик в широком диапазоне температур, например, для сглаживания или связи сигналов переменного тока. Вместо полистирольных конденсаторов (КС), которые стали менее доступными, сейчас часто используются полиэфирные пленочные (КТ) конденсаторы «пакетного» типа.
Металлизированные пленочные конденсаторы обладают свойствами самовосстановления, а небольшие дефекты не приводят к разрушению компонента, что делает эти конденсаторы подходящими для конденсаторов подавления RFI / EMI с защитой от повреждения электрическим током и распространения пламени, хотя повторяющиеся коронные разряды, которые самовосстанавливаются, могут привести к значительной потере емкости.
пленочные конденсаторы из ПТФЭ используются в приложениях, которые должны выдерживать чрезвычайно высокие температуры. например, в военном оборудовании, в аэрокосмической отрасли, в геологических зондах или схемах обжига.
Металлизированные бумажные конденсаторы для подавления RFI (MP3) с отметками безопасности для стандарта безопасности «X2»
Металлизированный полипропиленовый конденсатор для подавления RFI (MKP) для стандарта безопасности "X2"
Комбинированный конденсатор подавления XY-RFI
Электромагнитные помехи (EMI) или Пленочные конденсаторы подавления радиочастотных помех (RFI), также известные как " Защитные конденсаторы сетевого фильтра переменного тока »или« Защитные конденсаторы »используются в качестве важных компонентов для уменьшения или подавления электрических помех, вызванных работой электрического или электронного оборудования, а также обеспечивают ограниченную защиту от поражения электрическим током..
Подавляющий конденсатор является эффективным компонентом уменьшения помех, потому что его электрический импеданс уменьшается с увеличением частоты, так что на более высоких частотах они замыкают электрические помехи и переходные процессы между линиями или на землю. Таким образом, они предотвращают посылку и прием электромагнитных и радиочастотных помех, а также переходных процессов в линиях (X конденсаторы) для оборудования и механизмов (включая двигатели, инверторы и электронные балласты, а также демпферы твердотельных реле и искрогасители).) и заземление (Y-конденсаторы). Конденсаторы X эффективно поглощают симметричные, симметричные или дифференциальные помехи. С другой стороны, Y-конденсаторы подключаются в обход линии между фазой линии и точкой нулевого потенциала для поглощения асимметричных, несимметричных или синфазных помех.
Подключение конденсатора класса I для устройства
Подключение конденсатора класса II для устройства
Конденсаторы для подавления EMI / RFI разработаны и установлены Таким образом, остаточные помехи или электрические помехи не превышают пределы, указанные в директиве по электромагнитной совместимости EN 50081 Компоненты подавления подключаются непосредственно к сетевому напряжению на период от 10 до 20 лет или более, и поэтому подвержены перенапряжениям и переходным процессам, которые могут повредить конденсаторы. По этой причине ограничительные конденсаторы должны соответствовать требованиям безопасности и воспламеняемости, установленным международными стандартами безопасности, такими как:
Конденсаторы RFI, которые соответствуют всем указанным требованиям, отмечены знаком сертификации различных национальных агентств по стандартам безопасности. Для линий электропередач особые требования предъявляются к воспламеняемости покрытия и эпоксидной смоле, пропитывающей или покрывающей корпус конденсатора. Для получения сертификатов безопасности конденсаторы X и Y, рассчитанные на линии электропередач, проходят разрушительные испытания до момента отказа. Даже при воздействии больших скачков перенапряжения эти конденсаторы с классом безопасности должны выходить из строя отказоустойчивым способом, который не подвергает опасности персонал или имущество.
Большинство пленочных конденсаторов для подавления EMI / RFI представляют собой пленочные конденсаторы из полиэфира (ПЭТ) или металлизированного полипропилена (PP). Тем не менее, некоторые типы металлизированных бумажных конденсаторов (MP) все еще используются для этого приложения, потому что они все еще имеют некоторые преимущества в огнестойкости.
Открытое электронное осветительное балластное устройство с «голым» не -инкапсулированный пленочный конденсатор (серый прямоугольник. посередине фото) для корректора коэффициента мощности A балласта - это устройство для обеспечения надлежащих пусковых и рабочих электрических условий для зажигания одной или нескольких люминесцентных ламп, при этом также ограничивая количество тока. Знакомый и широко используемый пример - традиционный индуктивный балласт, используемый в люминесцентных лампах, для ограничения тока через лампу, который в противном случае поднялся бы до разрушительного уровня из-за характеристики отрицательного сопротивления лампы.. Недостатком использования катушки индуктивности является то, что ток смещается по фазе с напряжением, что приводит к плохому коэффициенту мощности.
. Современные электронные балласты обычно изменяют частоту мощности со стандартной частоты сети от 50 или 60 Гц до 40 кГц или выше, часто с использованием топологии схемы импульсного источника питания (SMPS) с коррекцией коэффициента мощности (PFC). Сначала входная мощность переменного тока преобразуется в постоянный, а затем прерывается с высокой частотой для повышения коэффициента мощности. В более дорогих балластах пленочный конденсатор часто соединяется с катушкой индуктивности для корректировки коэффициента мощности. На рисунке справа плоский серый прямоугольный компонент в середине балластной цепи представляет собой конденсатор из полиэфирной пленки, используемый для PFC.
RC демпферы, простая RC-цепь с малым резистором (R) последовательно с малым пленочным конденсатором (C) в общем случае
демпфирующие пленочные конденсаторы с усиленными клеммами для более мощных электронных устройств
демпфирующие конденсаторы разработан для работы с высокими пиковыми токами, необходимыми для защиты от переходных напряжений. Такие напряжения возникают из-за высокой скорости нарастания тока "di / dt" , генерируемой в импульсных приложениях силовой электроники.
Демпферы - это энергопоглощающие цепи, используемые для устранения скачков напряжения, вызванных индуктивностью цепи при размыкании переключателя. Назначение демпфера - улучшить электромагнитную совместимость (EMC) путем устранения переходных процессов напряжения, возникающих при резком размыкании переключателя, или подавления искрения контактов переключателя (например, автомобильной катушки зажигания с механическим прерывателем), или путем ограничения скорости нарастания напряжения полупроводниковых переключателей, таких как тиристоры, тиристоры GTO, IGBT и биполярные транзисторы. Демпфирующие конденсаторы (или «демпфирующие конденсаторы» более высокой мощности) требуют очень низкой собственной индуктивности и конструкции конденсатора с очень низким ESR. Ожидается также, что эти устройства будут высоконадежными, поскольку при выходе из строя демпфирующей RC-цепи в большинстве случаев будет разрушен силовой полупроводник.
Демпфирующие цепи обычно включают пленочные конденсаторы, в основном конденсаторы из полипропиленовой пленки. Наиболее важными критериями для этого приложения являются низкая самоиндукция, низкий ESR и очень высокий пиковый ток. Так называемые «демпфирующие» конденсаторы иногда имеют некоторые дополнительные особенности конструкции. Самоиндукция снижается за счет более тонких конструкций с более узкой шириной электродов. За счет двухсторонней металлизации или конструкции электродов из пленки / фольги можно также уменьшить ESR, увеличивая пиковый ток. Специально расширенные клеммы, которые можно установить непосредственно под корпусами полупроводников, могут помочь увеличить ток и снизить индуктивность.
Самая популярная простая демпферная схема состоит из последовательно соединенных пленочного конденсатора и резистора, соединенных параллельно с полупроводниковым компонентом для подавления или гашениянежелательных скачков напряжения. Конденсатор временно поглощает индуктивный пиковый ток выключения, так что возникающий скачок напряжения ограничивается. Но в современной полупроводниковой технологии наблюдается тенденция к приложениям с более высокой мощностью, что увеличивает пиковые токи и скорость переключения. В этом случае граница между стандартным электронным пленочным конденсатором и силовым конденсатором размывается, поэтому демпфирующие конденсаторы большего размера больше подходят для применения в энергетических системах, электрических установках и установках.
Перекрывающиеся категории пленочных и силовых конденсаторов видны, когда они применяются в качестве демпфирующих конденсаторов на растущем рынке силовой электроники с IGBT и тиристорами. Хотя в силовых конденсаторах используется полипропиленовая пленка, как и в более мелких демпфирующих пленочных конденсаторах, они относятся к семейству силовых конденсаторов и называются «демпфирующими» конденсаторами.
Силовые конденсаторы для демпфирования большей мощности в тиристорном электронном управлении для HVDC передачи в Hydro-Québec выполняют те же демпфирующие функции, что и пленочные демпферы, но относятся к семейству силовых конденсаторов 
Силовые пленочные конденсаторы для переменного тока коррекции коэффициента мощности (PFC), в корпусе в цилиндрическом металлическом корпусе
Силовой пленочный конденсатор в прямоугольном корпусе
Одна из нескольких батарей силовых пленочных конденсаторов для генерации магнитного поля в кольцевом ускорителе адронных электронов (HERA ), расположенном на участок DESY в Гамбурге 
Конденсаторная батарея на 75 МВА для коррекции коэффициента мощности линий передачи 150 кВ Относительно простая технология изготовления обмотки дает пленочным конденсаторам возможность получения даже очень большие размеры для приложений с высокой мощностью ge, так называемые «силовые конденсаторы». Хотя материалы и конструкция силовых конденсаторов в основном аналогичны пленочным конденсаторам меньшего размера, они специфицированы и продаются по-разному по историческим причинам.
«Пленочные конденсаторы» были разработаны вместе с растущим рынком технологий вещания и электронного оборудования в середине 20 века. Эти конденсаторы стандартизированы в соответствии с правилами IEC / EN 60384-1 «Конденсаторы для использования в электронном оборудовании», а различные «пленочные материалы» имеют свои собственные подстандарты серии IEC / EN 60384-n. «Силовые конденсаторы» начинаются с допустимой мощности примерно 200 вольт-ампер, например, балластных конденсаторов в люминесцентных лампах. Стандартизация силовых конденсаторов соответствует правилам IEC / EN 61071 и IEC / EN 60143-1 и имеет собственные подстандарты для различных приложений, например, для железнодорожных приложений.
Силовые конденсаторы можно использовать в самых разных приложениях, даже там, где присутствуют исключительно несинусоидальные напряжения и импульсные токи. Доступны конденсаторы как переменного, так и постоянного тока. Конденсаторы переменного тока служат демпфирующими или демпфирующими конденсаторами при последовательном соединении с резистором, а также предназначены для гашения нежелательных всплесков напряжения, вызванных так называемым эффектом накопления носителей заряда во время переключения силовых полупроводников. Кроме того, конденсаторы переменного тока используются в цепях фильтров с малой расстройкой или точной настройкой для фильтрации или поглощения гармоник. В качестве конденсаторов импульсного разряда они полезны в приложениях с реверсивным напряжением, например, в намагничивающем оборудовании.
Сфера применения конденсаторов постоянного тока также разнообразна. Сглаживающие конденсаторы используются для уменьшения составляющей переменного тока колеблющегося постоянного напряжения (например, в источниках питания для радио- и телевизионных передатчиков), а также для испытательного оборудования высокого напряжения, контроллеров постоянного тока, измерительной и контрольной техники и каскадных схем для генерации высокого постоянного напряжения. Поддерживающие конденсаторы, фильтры постоянного тока или конденсаторы буферной цепи используются для хранения энергии в промежуточных цепях постоянного тока, например, в преобразователях частоты для многофазных приводов, а также в транзисторных и тиристорных преобразователях мощности. Они должны быть способны поглощать и высвобождать очень высокие токи за короткие промежутки времени, при этом пиковые значения токов существенно превышают значения RMS.
Конденсаторы импульсного (импульсного) разряда также способны обеспечивать или поглощать экстремальные кратковременные скачки тока. Обычно они используются в разрядных устройствах с нереверсивным напряжением и с низкой частотой повторения, например, в лазерных технологиях и генераторах освещения.
Силовые конденсаторы могут достигать довольно больших физических размеров. Прямоугольные корпуса с внутренне соединенными отдельными конденсаторами могут достигать размеров Д × Ш × В = (350 × 200 × 1000) мм и более.
| Производитель | версии | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| SMD. конденсаторы | PP/PET/. PPS/PEN. фильм. конденсаторы | EMI / RFI. подавляющие. конденсаторы | демпфирующие. и. переменные или импульсные. конденсаторы | PTFE. PC. и. специальная. пленка. конденсаторы | |
| Aerovox Corp. | – | X | X | X | X |
| Ansar Capacitors | – | X | X | X | X |
| American Capacitor Corp. | – | X | – | X | X |
| ASC Capacitors [American Shizuki Corp.] | – | X | X | X | X |
| AVX / Kyocera Ltd., Thomson CSF | X | X | X | X | - |
| Bishop Electronics | – | X | – | – | - |
| Capacitor Industries | – | - | X | – | – |
| Cornell-Dubilier | X | X | X | X | – |
| Custom Electronics, Inc. | – | – | – | X | X |
| Dearborne | – | X | – | X | X |
| DEKI Electronics | – | X | X | X | – |
| TDK Epcos | – | X | X | X | – |
| EFC [Electronic Film Capacitors] | – | X | X | X | X |
| Electrocube | – | X | X | X | X |
| Electronic Concepts Inc. | X | X | – | X | X |
| Eurofarad | – | X | X | X | X |
| Hitachi AIC Inc. | X | X | – | X | – |
| Hitano Enterprise Corp | – | X | X | – | – |
| ICW [BorgWarner Incl. ClartityCap] | – | X | X | X | X |
| Конденсатор Illinois | – | X | X | X | – |
| ITW Paktron | X | X | X | X | – |
| Конденсаторы Jensen | - | X | X | X | X |
| Корпорация KEMET, вкл. Arcotronics, Evox-Rifa | X | X | X | X | – |
| Meritek Electronics Corp. | – | X | X | – | – |
| Конденсаторы MFD | – | X | – | X | X |
| NIC | X | X | X | - | – |
| Nichicon | - | X | - | - | – |
| Nippon Chemi-Con вкл. United Chemi-con и их американская дочерняя компания | – | X | – | X | – |
| Panasonic | X | X | X | - | – |
| Richey Capacitor Inc. | – | X | X | – | – |
| RFE International, Inc. | – | X | X | X | X |
| Rubycon | – | X | – | X | – |
| SAMWHA Capacitor Co., Ltd. | X | X | X | X | X |
| Solen Electronique Inc. | – | X | – | X | X |
| Suntan Technology Company Limited | X | X | X | - | – |
| Surge Components | – | X | X | – | – |
| Tecate Group | – | X | X | X | – |
| TSC | – | X | X | - | X |
| Vishay Intertechnology Inc. вкл. Roederstein, BCc | – | X | X | X | – |
| WIMA | X | X | X | X | – |
Эта статья в значительной степени основана на соответствующей статье Kunststoff-Folienkondensator в немецкоязычной Википедии, по состоянию на 12 марта 2012 г.
