Główne funkcje i zastosowania kondensatorów cienkowarstwowych w obwodach prądu przemiennego

ja. Kondensatory foliowe odgrywają następujące kluczowe role w obwodach prądu przemiennego:

1. Sprzęganie/blokowanie DC:

Wykorzystując swoją charakterystykę „dopuszczania prądu przemiennego i blokowania prądu stałego”, przesyła sygnały z jednego stopnia obwodu do drugiego, blokując jednocześnie napięcie polaryzacji DC między dwoma stopniami. Jest powszechnie stosowany w obwodach audio i częstotliwości radiowej.

2. Filtrowanie (bezpośrednio związane z reaktancją pojemnościową):

Filtrowanie zasilania: W połączeniu z cewkami indukcyjnymi lub rezystorami tworzy sieć filtrów RC lub LC, która omija szumy tętniące w zasilaniu prądem przemiennym (takim jak wyprostowany pulsujący prąd stały) do masy, zapewniając płynną moc prądu stałego. Kondensatory foliowe PP są powszechnie stosowane w takich zastosowaniach ze względu na ich niskie straty i stabilność.

Tłumienie hałasu/obejście: Zwieraj zakłócenia zakłócające o wysokiej częstotliwości (o bardzo wysokiej częstotliwości f, dlatego Xc jest bardzo małe) do masy, aby zapobiec zakłócaniu wrażliwych obwodów. Powszechnie stosowane są kondensatory foliowe o małej pojemności.

3. Korekta współczynnika mocy (PFC):

W obciążeniach indukcyjnych, takich jak silniki i oświetlenie, prąd opóźnia się w stosunku do napięcia, co skutkuje niskim współczynnikiem mocy. Łącząc równolegle kondensator foliowy (generując wiodący prąd pojemnościowy), można skompensować opóźniający prąd indukcyjny, wyrównując całkowity prąd z fazą napięcia i poprawiając efektywność energetyczną. Jest to ważne zastosowanie kondensatorów foliowych w przemysłowych obwodach prądu przemiennego.

4. Wybór rezonansu i częstotliwości:

Połączony szeregowo lub równolegle z cewką indukcyjną, wykorzystuje charakterystykę Xc zmieniającą się wraz z częstotliwością, aby uzyskać rezonans przy określonej częstotliwości fr (Xc = XL). Służy do budowy oscylatorów, obwodów strojenia, filtrów itp. Na przykład w obwodzie wyboru stacji w radiu.

5. Praca i uruchomienie silnika:

Jednofazowe silniki prądu przemiennego wymagają kondensatorów do generowania prądu z przesunięciem fazowym, tworząc w ten sposób wirujące pole magnetyczne, które umożliwia uruchomienie i pracę silnika. Kondensatory te muszą wytrzymywać wysokie napięcie i prąd przemienny, a kondensatory foliowe (zwłaszcza metalizowany polipropylen MKP) są szeroko stosowane ze względu na ich wysokie napięcie wytrzymywane, niskie straty i właściwości samonaprawy.

II. Dlaczego obwody prądu przemiennego preferują kondensatory cienkowarstwowe?

W porównaniu do kondensatorów elektrolitycznych, kondensatory foliowe mają wyjątkowe zalety w obwodach prądu przemiennego:

niepolarny: Można go bezpośrednio stosować w obwodach prądu przemiennego.

Niska strata (wysoka wartość Q): Styczna strat dielektrycznych jest mała, co skutkuje mniejszym wytwarzaniem ciepła i wysoką wydajnością, co czyni go szczególnie odpowiednim do zastosowań o wysokiej częstotliwości i dużej mocy.

Odporność na wysokie napięcie i niezawodność: Jest w stanie wytrzymać wysokie szczyty napięcia prądu przemiennego i ma długą żywotność.

Samoleczenie: Kiedy metalizowana folia ulegnie miejscowemu uszkodzeniu, warstwa metalu wokół punktu przebicia natychmiast odparowuje, izolując miejsce uszkodzenia i umożliwiając powrót kondensatora do normalnej pracy, co znacznie poprawia niezawodność.

Stabilność pojemności: Wartość pojemności zmienia się nieznacznie, gdy zmienia się temperatura i częstotliwość.

Podsumuj

Zasadę działania kondensatorów foliowych w obwodach prądu przemiennego można podsumować w następujący sposób:
Wykorzystując izolujący dielektryk cienkowarstwowy, ulegają okresowym ładowaniu i rozładowywaniu pod wpływem zmiennego pola elektrycznego, wykazując w ten sposób charakterystykę „przepływania” prądu przemiennego w obwodzie. Ich impedancja (reaktancja pojemnościowa) zmienia się w zależności od częstotliwości i wartości pojemności. W oparciu o tę zasadę kondensatory foliowe spełniają kluczowe funkcje, takie jak sprzęganie, filtrowanie, kompensacja i rezonans, stając się niezbędnymi elementami pasywnymi w nowoczesnych obwodach prądu przemiennego i mocy.