Самым большим преимуществом металлоорганических пленочных конденсаторов является то, что они самовосстанавливаются, что делает эти конденсаторы одними из наиболее быстро развивающихся конденсаторов на сегодняшний день.

Существует два различных механизма самовосстановления металлизированных пленочных конденсаторов: один - самовосстановление при разряде;другой – электрохимическое самовосстановление.Первое происходит при более высоком напряжении, поэтому его также называют высоковольтным самовосстановлением;поскольку последнее также происходит при очень низком напряжении, его часто называют низковольтным самовосстановлением.

Разрядка

Для иллюстрации механизма самовосстановления разряда предположим, что в органической пленке между двумя металлизированными электродами с сопротивлением R имеется дефект. В зависимости от характера дефекта это может быть металлический дефект, полупроводниковый или плохо изолированный дефект.Очевидно, что если дефект относится к одному из первых, конденсатор разряжается при низком напряжении.Лишь в последнем случае так называемый разряд высокого напряжения заживает сам собой.

Процесс самовосстановления разряда заключается в том, что сразу после подачи напряжения V на металлизированный пленочный конденсатор через дефект проходит омический ток I=V/R.Следовательно, через металлизированный электрод течет плотность тока J=V/Rπr2, т. е. чем ближе область к дефекту (чем меньше r) и тем выше плотность его тока внутри металлизированного электрода.За счет джоулева тепла, вызванного расходом мощности дефекта W=(V2/R)r, сопротивление R полупроводника или дефекта изоляции уменьшается экспоненциально.Поэтому ток I и потребляемая мощность W быстро возрастают, в результате плотность тока J1= J=V/πr12 резко возрастает в области, где металлизированный электрод находится очень близко к дефекту, и его Джоулево тепло может расплавить металлизированный электрод. слой в этой области, в результате чего дуга между электродами пролетает сюда.Дуга быстро испаряется и выбрасывает расплавленный металл, образуя изолированную зону изоляции без слоя металла.Дуга гасится и достигается самовосстановление.

Из-за джоулева тепла и дуги, образующихся в процессе самовосстановления разряда, диэлектрик вокруг дефекта и изоляционная область поверхности диэлектрика неизбежно повреждаются термическими и электрическими повреждениями, что приводит к химическому разложению, газификации и карбонизации и даже происходят механические повреждения.

Из вышесказанного следует, что для достижения идеального самовосстановления разряда необходимо обеспечить подходящую местную среду вокруг дефекта, поэтому конструкция металлизированного органического пленочного конденсатора должна быть оптимизирована, чтобы обеспечить разумную среду вокруг дефекта. дефект, подходящая толщина металлизированного слоя, герметичная среда, подходящее напряжение и емкость сердечника.Так называемое самовосстановление идеального разряда: время самовосстановления очень короткое, энергия самовосстановления мала, отличная изоляция дефектов, отсутствие повреждения окружающего диэлектрика.Для достижения хорошего самовосстановления молекулы органической пленки должны содержать низкое соотношение атомов углерода и водорода и умеренное количество кислорода, чтобы при разложении молекул пленки в самовосстанавливающемся разряде не происходило образуется углерод, и не происходит отложения углерода, чтобы избежать образования новых проводящих путей, а образуются CO2, CO, CH4, C2H2 и другие газы для гашения дуги при резком повышении содержания газа.
Чтобы гарантировать, что среда вокруг дефекта не будет повреждена при самовосстановлении, энергия самовосстановления не должна быть слишком большой, но и не слишком маленькой, чтобы удалить слой металлизации вокруг дефекта, сформировать изоляцию. (высокое сопротивление), дефект будет изолирован, чтобы добиться самовосстановления.Очевидно, что необходимая энергия самовосстановления тесно связана с металлом слоя металлизации, толщиной и окружающей средой.Поэтому, чтобы уменьшить энергию самовосстановления и добиться хорошего самовосстановления, проводят металлизацию органических пленок металлами с низкой температурой плавления. Кроме того, слой металлизации не должен быть неравномерно толстым и тонким, особенно во избежание появления царапин, в противном случае , область изоляции изоляции станет разветвленной и не сможет обеспечить хорошее самовосстановление.Во всех конденсаторах CRE используются обычные пленки и в то же время осуществляется строгий контроль входного материала, блокируя дефектные пленки на входе, так что качество пленок конденсаторов полностью гарантировано.

Помимо разрядного самовосстановления, существует еще одно – электрохимическое самовосстановление.Давайте обсудим этот механизм в следующей статье.