Huvudfunktioner och tillämpningar av tunnfilmskondensatorer i AC-kretsar

jag. Filmkondensatorer spelar följande nyckelroller i AC-kretsar:

1. Koppling/DC blockering:

Genom att använda sin egenskap att "tillåta växelström och blockera likström", sänder den signaler från ett kretssteg till ett annat samtidigt som den blockerar DC-förspänningen mellan de två stegen. Det används ofta i ljud- och radiofrekvenskretsar.

2. Filtrering (direkt relaterad till kapacitiv reaktans):

Strömförsörjningsfiltrering: I kombination med induktorer eller resistorer bildar den ett RC- eller LC-filternätverk för att kringgå rippelbrus i växelström (som likriktad pulserande likström) till jord, vilket ger jämn likström. PP-filmkondensatorer används ofta i sådana applikationer på grund av deras låga förlust och stabilitet.

Brusreducering/bypass: Kortslut högfrekvent störningsbrus (med en mycket hög frekvens f, därför är Xc mycket liten) till jord för att förhindra att det stör känsliga kretsar. Filmkondensatorer med liten kapacitet används vanligtvis.

3. Power Factor Correction (PFC) :

I induktiva belastningar som motorer och belysning ligger strömmen efter spänningen, vilket resulterar i en låg effektfaktor. Genom att parallellkoppla en filmkondensator (som genererar en ledande kapacitiv ström) kan den eftersläpande induktiva strömmen kompenseras, vilket anpassar den totala strömmen till spänningsfasen och förbättrar energieffektiviteten. Detta är en viktig tillämpning av filmkondensatorer i industriella AC-kretsar.

4. Val av resonans och frekvens:

Ansluten i serie eller parallellt med en induktor, använder den karakteristiken för Xc som varierar med frekvensen för att uppnå resonans vid en specifik frekvens fr (Xc = XL). Den används för att konstruera oscillatorer, avstämningskretsar, filter etc. Till exempel i en radios stationsvalskrets.

5. Motordrift och start:

Enfas AC-motorer kräver kondensatorer för att generera en fasförskjuten ström, vilket skapar ett roterande magnetfält som gör att motorn kan starta och köra. Dessa kondensatorer måste tåla hög växelspänning och ström, och filmkondensatorer (särskilt metalliserad polypropen MKP) används ofta på grund av deras höga motståndsspänning, låga förluster och självläkande egenskaper.

II . Varför föredrar AC-kretsar tunnfilmskondensatorer?

Jämfört med elektrolytiska kondensatorer har filmkondensatorer unika fördelar i AC-kretsar:

Icke-polär: Kan användas direkt i rena AC-kretsar.

Låg förlust (högt Q-värde): Tangenten för dielektrisk förlust är liten, vilket resulterar i mindre värmegenerering och hög effektivitet, vilket gör den särskilt lämplig för högfrekventa och högeffekttillämpningar.

Högspänningsmotstånd och tillförlitlighet: Den tål höga AC-spänningstoppar och har lång livslängd.

Självläkning: När den metalliserade filmen bryts ner lokalt, förångas metallskiktet runt nedbrytningspunkten omedelbart, vilket isolerar felpunkten och tillåter kondensatorn att återgå till normal drift, vilket avsevärt förbättrar tillförlitligheten.

Kapacitansstabilitet: Kapacitansvärdet ändras lite när temperatur och frekvens ändras.

Sammanfatta

Arbetsprincipen för filmkondensatorer i AC-kretsar kan sammanfattas enligt följande:
Genom att använda ett isolerande tunnfilmsdielektrikum genomgår de periodisk laddning och urladdning under inverkan av ett växlande elektriskt fält, och uppvisar således egenskapen att "passera" växelström i kretsen. Deras impedans (kapacitiv reaktans) varierar med frekvens och kapacitansvärde. Baserat på denna princip uppnår filmkondensatorer nyckelfunktioner som koppling, filtrering, kompensation och resonans, och blir oumbärliga passiva komponenter i moderna växelströms- och kraftelektronikkretsar.