電容,和電感、電阻一起,是電子學三大基本無源器件;電容的功能就是以電場能的形式儲存電能量。在兩塊距離較近、相互平行的金屬平板上(平板之間為電介質)加載一個直流電壓;穩(wěn)定后,與電壓正極相連的金屬平板將呈現(xiàn)一定量的正電荷,而與電壓負極相連的金屬平板將呈現(xiàn)相等量的負電荷;這樣,兩個金屬平板之間就會形成一個靜電場,所以電容是以電場能的形式儲存電能量,儲存的電荷量為Q。
薄膜電容器是以金屬箔當電極,以聚丙烯、聚乙酯等塑料薄膜為電解質的電容器,其耐壓高,溫度范圍寬,使用時限長,自愈性好,頻率特性好等優(yōu)勢,相比其他電容器性能穩(wěn)定,可靠性高,適用于高電壓、大電流場景。薄膜電容器廣泛應用于家電、通訊、電網、軌道交通、工業(yè)控制、照明和新能源(光伏、風能、汽車)等多個行業(yè),薄膜電容器憑借自身優(yōu)勢立足于此。
薄膜電容是通過將兩片帶有金屬電極的塑料膜卷繞成一個圓柱形,最后封裝成型;由于其介質通常是塑料材料,也稱為塑料薄膜電容;金屬箔薄膜電容,直接在塑料膜上加一層薄金屬箔,通常是鋁箔,作為電極;這種工藝較為簡單,電極方便引出,可以應用于大電流場合。金屬化薄膜電容,通過真空沉積(Vacuum Deposited)工藝直接在塑料膜的表面形成一個很薄的金屬表面,作為電極;由于電極厚度很薄,可以繞制成更大容量的電容;但由于電極厚度薄,只適用于小電流場合。
金屬化薄膜電容就是具有自我修復的功能,即假如電容內部有擊穿損壞點,會在損壞處產生雪崩效應,氣化金屬在損壞處將形成一個氣化集合面,短路消失,損壞點被修復;因此,金屬化薄膜電容可靠性非常高,不存在短路失效。
薄膜電容有兩種卷繞方法:有感繞法在卷繞前,引線就已經和內部電極連在一起;無感繞法在繞制后,會采用鍍金等工藝,將兩個端面的內部電極連成一個面,這樣可以獲得較小的ESL,應該高頻性能較高;此外,還有一種疊層型的無感電容,結構與MLCC類似,性能較好,便于做成SMD封裝。
薄膜電容器作用和所有電容器的作用一樣,就是起容納電荷的作用。但是相比其他一般電容器來說薄膜電容器由于具有很多優(yōu)良的特性,因此是一種性能優(yōu)秀的電容器。它的主要特性如下:無極性,絕緣阻抗很高,頻率特性優(yōu)異(頻率響應寬廣),而且介質損失很小。其中金屬化薄膜這種型態(tài)的電容器,它具有一種所謂的自我復原作用(Self Healing AcTIon),即假設電極的微小部分因為電界質脆弱而引起短路時,引起短路部分周圍的電極金屬,會因當時電容器所帶的靜電能量或短路電流,而引發(fā)更大面積的溶 融和蒸發(fā)而恢復絕緣,使電容器再度恢復電容器的作用。也就是說能瞬間自愈。
薄膜電容器的發(fā)展方向是低成本,小型化,片式化,超高壓,大功率,高精密,高可靠。隨著新材料、新工藝技術的應用與開發(fā),薄膜電容器將產生重大變革。隨著整機設備的發(fā)展,對薄膜電容器的應用薄膜電容具有壽命長、耐壓高、頻率響應廣、溫度特性好等特點,能承受反壓、無酸污染并且可長時間存貯。主要用于整流器、逆變器、變頻器等變流電路領域,在新能源領域廣泛應用,包括新能源車、太陽能、風電、充電樁等新型電力設備領域,目前國內薄膜電容市場規(guī)模為100億元,隨著新能源需求的持續(xù)擴大,預計未來幾年我國薄膜電容市場再次進入高速增長期,未來三年有望產生200億元以上的增量市場規(guī)模,市場總體規(guī)模大幅增長。