Hovedfunksjoner og anvendelser av tynnfilmkondensatorer i AC-kretser

jeg. Filmkondensatorer spille følgende nøkkelroller i AC-kretser:

1. Kobling/DC-blokkering:

Ved å utnytte egenskapen til å "tillate vekselstrøm og blokkere likestrøm", overfører den signaler fra ett kretstrinn til et annet mens den blokkerer likestrømsspenningen mellom de to trinnene. Det brukes ofte i lyd- og radiofrekvenskretser.

2. Filtrering (direkte relatert til kapasitiv reaktans):

Strømforsyningsfiltrering: Kombinert med induktorer eller motstander, danner den et RC- eller LC-filternettverk for å omgå rippelstøy i vekselstrøm (som likriktet pulserende likestrøm) til jord, og gir jevn likestrøm. PP-filmkondensatorer brukes ofte i slike applikasjoner på grunn av deres lave tap og stabilitet.

Støydemping/bypass: Kortslutt høyfrekvent interferensstøy (med en veldig høy frekvens f, derfor er Xc veldig liten) til jord for å forhindre at den forstyrrer følsomme kretser. Filmkondensatorer med liten kapasitet brukes ofte.

3. Power Factor Correction (PFC) :

I induktive belastninger som motorer og belysning, henger strømmen etter spenningen, noe som resulterer i en lav effektfaktor. Ved å koble en filmkondensator parallelt (generere en ledende kapasitiv strøm), kan den etterslepende induktive strømmen kompenseres, justere den totale strømmen med spenningsfasen og forbedre energieffektiviteten. Dette er en viktig anvendelse av filmkondensatorer i industrielle AC-kretser.

4. Resonans- og frekvensvalg:

Koblet i serie eller parallelt med en induktor, bruker den karakteristikken til Xc som varierer med frekvens for å oppnå resonans ved en spesifikk frekvens fr ( Xc = XL ). Den brukes til å konstruere oscillatorer, tuning-kretser, filtre osv. For eksempel i stasjonsvalgkretsen til en radio.

5. Motordrift og oppstart:

Enfasede AC-motorer krever kondensatorer for å generere en faseforskyvet strøm, og dermed etablere et roterende magnetfelt som gjør at motoren kan starte og kjøre. Disse kondensatorene må tåle høy AC-spenning og strøm, og filmkondensatorer (spesielt metallisert polypropylen MKP) er mye brukt på grunn av deres høye motstandsspenning, lave tap og selvhelbredende egenskaper.

II. Hvorfor foretrekker AC-kretser tynnfilmkondensatorer?

Sammenlignet med elektrolytiske kondensatorer har filmkondensatorer unike fordeler i AC-kretser:

Ikke-polar: Kan brukes direkte i rene AC-kretser.

Lavt tap (høy Q-verdi): Tangenten for dielektrisk tap er liten, noe som resulterer i mindre varmeutvikling og høy effektivitet, noe som gjør den spesielt egnet for høyfrekvente og høyeffektapplikasjoner.

Høy spenningsmotstand og pålitelighet: Den tåler høye AC-spenningstopper og har lang levetid.

Selvhelbredende: Når den metalliserte filmen brytes ned lokalt, fordamper metalllaget rundt nedbrytningspunktet øyeblikkelig, noe som isolerer feilpunktet og lar kondensatoren gå tilbake til normal drift, noe som forbedrer påliteligheten betydelig.

Kapasitans stabilitet: Kapasitansverdien endres lite når temperatur og frekvens endres.

Oppsummer

Arbeidsprinsippet for filmkondensatorer i AC-kretser kan oppsummeres som følger:
Ved å bruke et isolerende tynnfilm-dielektrisk, gjennomgår de periodisk lading og utlading under påvirkning av et vekslende elektrisk felt, og viser dermed karakteristikken av "passerende" vekselstrøm i kretsen. Deres impedans (kapasitiv reaktans) varierer med frekvens og kapasitansverdi. Basert på dette prinsippet oppnår filmkondensatorer nøkkelfunksjoner som kobling, filtrering, kompensasjon og resonans, og blir uunnværlige passive komponenter i moderne vekselstrøm og kraftelektroniske kretser.