替代電解電容的膜電容技術(shù)

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金屬化技術(shù)
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原理
在電介質(zhì)膜上，鍍上很薄的金屬層，如果電介質(zhì)
出現(xiàn)短路，金屬鍍層會因此而揮發(fā)并將短路的地
方隔離開來。這種現(xiàn)象稱為自愈效應(yīng)。
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金屬化工藝
首先，對聚合物膜（聚丙烯）進(jìn)行處理， 使金屬
原子能夠附著在膜上。
金屬在真空下蒸發(fā)（對鋁 1200°C）濃縮到被處理
過的膜表面（膜被冷卻到 -25 °C 至 -35°C）形成金
屬層。?
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金屬化膜的自愈效應(yīng)是提高電壓梯度的主要因
素。即使聚合物膜的質(zhì)量得到很大的改善，主要
的發(fā)展還是在金屬化上。
今天， 對于干式技術(shù)，在脈沖應(yīng)用中，電壓梯度
能夠達(dá)到 500 V/μm以上，在 DC濾波的應(yīng)用中，
電壓梯度能夠達(dá)到250 V/μm。
由于電容是按照 CEI 1071 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，電容
能夠承受幾次達(dá)兩倍于額定電壓的浪涌電壓的沖
擊而不會有明顯的壽命縮短現(xiàn)象。所以，用戶只
需考慮應(yīng)用中所需要的標(biāo)稱電壓。 電解電容技術(shù)
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電解電容使用氧化鋁的電介質(zhì)屬性。鋁的電介質(zhì)
常數(shù)介于 8 到 8.5 之間，工作電壓梯度大約為
0.07V/?。因此，對于 900 VDC，需要 12000 ? 或
1.2μm的鋁的厚度。
然而，這個(gè)厚度是不可能達(dá)到的， 因?yàn)闉榱司哂?br /> 很好的能量密度， 鋁箔表面必須有凹槽。顯然，
在鋁箔凹槽與厚度之間有一個(gè)比率。鋁的厚度減
少了鋁箔凹槽的容值系數(shù)。例如，與低電壓電容
相比，500V的容值系數(shù)降為原來的一半。
另外， 與低電壓電解電容的電解液傳導(dǎo)率 150
?cm相比， 高電壓電解電容（500V）的電解液傳
導(dǎo)率達(dá)到了 5 k?cm，它的有效值電流被限制在大
約 20mA每μF。
由于上述原因，典型的電解電容的最大標(biāo)稱電壓
為 500 到 600V。所以在要求更高電壓的情況下，
使用者必須將多只電容串聯(lián)使用。同時(shí)， 由于各
電容的絕緣電阻不同， 使用者必須在每個(gè)電容上
連接電阻以平衡電壓。
此外， 如果超過額定電壓 1.5 倍的反向電壓被加
在電容上時(shí)，會引起電容內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
如果這種電壓持續(xù)足夠長的時(shí)間，電容會發(fā)生爆
炸，或者隨著電容內(nèi)部壓力的釋放電解液會流
出。為了避免這種危險(xiǎn)， 使用者必須給每個(gè)電容
并聯(lián)一個(gè)二極管。
最后，在特定應(yīng)用中電容的抗浪涌能力也是考察
電容的重要指標(biāo)。實(shí)際上，對電解電容而言，允
許承受的最大浪涌電壓是 VnDC 的 1.15 或 1.2 倍
（更好的電解電容）。這種情況迫使使用者不得
不考慮浪涌電壓而非標(biāo)稱電壓。
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