Kelebihan dan Mekanisme Self-Healing pada Kapasitor Film
Salah satu manfaat paling signifikan dari penyembuhan diri sendiri kapasitor film adalah sifat bawaan mereka kemampuan penyembuhan diri , yang berkontribusi terhadap pertumbuhan pesat mereka di pasar kapasitor. Kapasitor ini menunjukkan dua mekanisme penyembuhan diri yang berbeda: melepaskan penyembuhan diri Dan penyembuhan diri elektrokimia . Yang pertama terjadi pada tegangan yang lebih tinggi, juga disebut sebagai penyembuhan diri tegangan tinggi, sedangkan yang kedua dapat terjadi pada tegangan yang sangat rendah, yang dikenal sebagai penyembuhan diri tegangan rendah.
Mekanisme Penyembuhan Diri Discharge
Dalam kasus penyembuhan pelepasan muatan listrik sendiri (discharge penyembuhan diri sendiri), mari kita asumsikan ada cacat pada film organik dielektrik yang memisahkan elektroda-elektroda logam. Cacat ini mungkin berasal dari logam, berbasis semikonduktor, atau memiliki insulasi yang buruk. Jika cacat bersifat konduktif (logam atau semikonduktor), kapasitor dapat melepaskan muatan pada tegangan rendah, namun jika isolasinya buruk, kapasitor akan mengalami pelepasan muatan listrik pada tegangan rendah. self-healing terjadi pada tegangan yang lebih tinggi.
Ketika tegangan VVV diterapkan pada kapasitor film logam dengan cacat seperti itu, an arus ohmik I=V/RI = V/RI=V/R mengalir melalui cacat, dimana RRR adalah resistansi cacat tersebut. Itu kepadatan arus J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 mengalir melalui elektroda logam, yang menghasilkan konsentrasi arus yang lebih tinggi di dekat cacat (seiring dengan menurunnya rrr). Hal ini menyebabkan pemanasan lokal karena Efek joule , dimana konsumsi daya sebanding dengan W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. Ketika suhu meningkat, resistansi cacat turun secara eksponensial, meningkatkan arus III dan daya WWW.
Di daerah dimana elektroda paling dekat dengan cacat, kepadatan arus J1J_1J1 melonjak, menyebabkan Pemanasan joule yang melelehkan lapisan logam. Ini membentuk busur di antara elektroda, yang menguapkan logam di area yang terkena dampak, menciptakan zona isolasi terisolasi tanpa lapisan logam. Busur ini kemudian padam, menyelesaikan proses penyembuhan diri.
Namun, proses ini juga menyebabkan tekanan termal dan listrik pada dielektrik di sekitar cacat. Sebagai akibat, dekomposisi kimia , gasifikasi, dan bahkan karbonisasi dapat terjadi, menyebabkan kerusakan mekanis lokal pada bahan dielektrik.
Mengoptimalkan Penyembuhan Diri Discharge
Untuk efektif melepaskan penyembuhan diri , sangat penting untuk mengoptimalkan desain kapasitor. Faktor kuncinya termasuk mencapai lingkungan yang tepat di sekitar kerusakan, memilih lingkungan yang sesuai ketebalan lapisan logam , menjaga lingkungan yang tertutup rapat, dan memastikan tegangan inti dan kapasitansi sesuai untuk aplikasi.
Proses penyembuhan diri yang sempurna melibatkan waktu penyembuhan diri yang singkat, konsumsi energi minimal, dan isolasi cacat yang tepat, tanpa merusak dielektrik di sekitarnya. Untuk menghindari pengendapan karbon selama penyembuhan diri, molekul film organik harus memiliki tingkat yang rendah rasio karbon terhadap hidrogen dan oksigen dalam jumlah yang cukup. Hal ini memastikan bahwa produk dekomposisi mencakup gas seperti BERSAMA2 , CO , Dan CH4 , yang membantu memadamkan busur dengan menghilangkan energi dalam bentuk gas dengan cepat.
Energi yang dibutuhkan untuk penyembuhan diri harus dikelola dengan hati-hati—tidak terlalu besar untuk merusak media di sekitarnya, dan tidak terlalu kecil untuk gagal menghilangkan lapisan logam di sekitar kerusakan. Jumlah energi yang diperlukan untuk penyembuhan diri bergantung pada bahan , ketebalan , Dan lingkungan dari lapisan metalisasi. Menggunakan logam dengan titik leleh rendah untuk metalisasi membantu mengurangi energi yang dibutuhkan dan meningkatkan efisiensi penyembuhan diri.
Selain itu, lapisan metalisasi harus mempertahankan ketebalan yang seragam dan menghindari cacat seperti goresan, yang dapat menyebabkan penyembuhan diri yang tidak lengkap atau tidak teratur. Produsen kapasitor, seperti CRE, menjamin kualitas produknya dengan menggunakan film berkualitas tinggi dan penerapan yang ketat inspeksi material untuk mencegah film cacat memasuki jalur produksi.
