Comparación de ventajas de los condensadores de película metalizada y desventajas y soluciones

Características de los condensadores de película metalizada

En primer lugar, los condensadores electrolíticos de aluminio tienen una tensión nominal baja (normalmente ≤450 V). Para obtener una tensión no disruptiva más alta, suelen ser necesarios para su uso en serie, y el problema del equilibrio de tensión debe tenerse en cuenta durante el proceso de conexión en serie. La tensión de un solo condensador de película puede alcanzar hasta 20 kV, por lo que no es necesario considerar el problema de la conexión en serie en aplicaciones de conversión de frecuencia de media y alta tensión. Por supuesto, no es necesario considerar problemas de conexión como el equilibrio de tensión y los correspondientes costes y mano de obra. En segundo lugar, la capacidad de corriente de rizado de los condensadores de película metalizada puede ser de diez a docenas de veces superior a la corriente de rizado nominal de los condensadores electrolíticos de aluminio de la misma capacidad. Para lograr una mayor resistencia a la corriente, los condensadores electrolíticos de aluminio suelen utilizar una capacidad mayor para cumplir los requisitos, lo cual supone un gasto innecesario en costes y espacio de instalación.

Además, la ESR de los condensadores de película suele ser muy baja, generalmente inferior a 1 mΩ, y la inductancia parásita también es muy baja, de tan solo unas pocas decenas de nH. Estas características están fuera del alcance de los condensadores electrolíticos de aluminio. La ESR extremadamente baja reduce considerablemente la tensión de tensión en el tubo de conmutación, lo que beneficia su fiabilidad y estabilidad.

Además, los condensadores electrolíticos de aluminio no pueden controlar con precisión el error de capacidad debido a la incapacidad de controlar el área de oxidación de la placa de aluminio. El error general es del 20%. Los condensadores de película metalizada pueden controlar con precisión la tolerancia de capacidad controlando directamente el área de la placa de película metálica bobinada. Si el cliente lo necesita, la tolerancia se puede controlar con un margen del 1%. Actualmente, los productos convencionales generalmente utilizan una tolerancia de fabricación del 5% y el 10%. Además, la pérdida de los condensadores electrolíticos de aluminio es muy grande, de la cual la pérdida de potencia reactiva puede representar el 20% de la capacidad reactiva total, y la pérdida de los condensadores electrolíticos de aluminio aumentará con el aumento de la frecuencia. Después de que la frecuencia supere los 1000 Hz, la tasa de cambio de pérdida aumenta gradualmente. El aumento de la pérdida de potencia activa aumenta la generación de calor. Esta es también la razón por la que los condensadores electrolíticos de aluminio de soporte de CC generan una alta temperatura, tienen una alta tasa de fallos y una vida útil corta en entornos de alta potencia y frecuencia media y alta. La vida útil esperada en condiciones normales es inferior a 5000 horas, y los daños en los condensadores electrolíticos de aluminio suelen provocar la parada completa del dispositivo. Durante toda la vida útil del inversor de alta tensión, los condensadores de película pueden no requerir mantenimiento, lo que supone un importante ahorro en costes de mantenimiento y mano de obra para los clientes finales.

Ventajas de los condensadores de película metalizada

Bobinado de película de poliéster metalizado, estructura no inductiva.

Encapsulado de resina epoxi, salida unidireccional de línea CP

Buen rendimiento de autocuración, alta resistencia de aislamiento, capacitancia estable.

Aplicable a circuitos de CC y pulsantes, ampliamente utilizado en filtrado, aislamiento de CC, derivación, acoplamiento y reducción de ruido de diversos equipos electrónicos y eléctricos.

Comparación de las ventajas de los condensadores de película metalizada

Los condensadores dieléctricos orgánicos, también conocidos como condensadores de película metálica, son principalmente de dieléctrico de papel (MP), dieléctrico metálico, poliéster (Mylar), poliestireno (MKS), polipropileno (MKP), policarbonato (MKC) y tereftalato de polietileno (MKT). Los condensadores de dieléctrico de papel, poliéster y polipropileno se dividen en dos tipos: con y sin dieléctrico metalizado. En general, una vez que se rompe el dieléctrico de un condensador dieléctrico metalizado, el arco eléctrico generado en el punto de ruptura provoca la fusión y evaporación de la película metálica, eliminando el cortocircuito y restableciendo automáticamente su funcionamiento normal con función de autorreparación. Este tipo de condensador de película metálica tiene un buen rendimiento y se utiliza generalmente en fuentes de alimentación.

Los condensadores de película metalizada, como los de poliéster metalizado (Mlylar) y polipropileno metalizado (MKP), eliminan la inductancia causada por el bobinado y mejoran la eficiencia de los condensadores no inductivos. Para este tipo de condensador, se recomienda elegir uno con un valor nominal de X². El proceso de bobinado es especial y, al ser un condensador no inductivo, también se considera un condensador de película metálica. (Inserte un diagrama de conjunto; este diagrama está centrado en la página).

Los condensadores inorgánicos son principalmente de mica, porcelana, monolíticos, vidriados de vidrio y otros materiales. Los condensadores electrolíticos, representados por los condensadores electrolíticos de aluminio, se caracterizan por su pequeño tamaño y gran capacidad, que oscila entre decenas de microfaradios y 20 000 o 30 000 microfaradios. Sin embargo, sus características de impedancia y frecuencia son deficientes, sus características de temperatura deficientes, su baja resistencia de aislamiento y su alta corriente de fuga, por lo que se deterioran y fallan si no se utilizan durante un tiempo prolongado.

Debido a la baja conductividad del electrolito, la alta resistencia, las grandes pérdidas, la capacitancia distribuida y el error no son muy bajos. Por diversas razones, el rendimiento de los condensadores electrolíticos es muy inferior al de los condensadores de película metalizada. Solo son adecuados para el filtrado y desacoplamiento de fuentes de alimentación, y no son adecuados para circuitos de acoplamiento de audio.

Desventajas de los condensadores de película metalizada y soluciones

El condensador compuesto por una película de polipropileno metalizado de doble cara y una película de polipropileno no metalizado, laminada o enrollada, se denomina condensador de película metalizada. En principio, los condensadores de película metalizada no deberían presentar un modo de fallo por cortocircuito, mientras que los condensadores de lámina metálica presentan numerosos fenómenos de cortocircuito. Si bien los condensadores de película metalizada presentan las importantes ventajas mencionadas, también presentan ciertas desventajas en comparación con los condensadores de lámina metálica.

En primer lugar, la estabilidad de la capacitancia no es tan buena como la de los condensadores de lámina metálica. Esto se debe a que los condensadores metalizados son propensos a perder capacidad en condiciones de funcionamiento prolongadas, y su capacidad puede disminuir después de la autorreparación. Por lo tanto, si se utilizan en circuitos de oscilación que requieren alta estabilidad de capacitancia, se recomiendan condensadores de lámina metálica.

Otra desventaja importante es su baja capacidad para soportar altas corrientes. Esto se debe a que la capa de película metalizada es mucho más delgada que la lámina metálica y tiene menor capacidad para transportar altas corrientes. Para subsanar esta desventaja de los condensadores de película metalizada, actualmente se encuentran en proceso de fabricación productos mejorados de condensadores de película metalizada de alta corriente.

Para mejorar las deficiencias de los condensadores de película metalizada, se pueden utilizar películas metalizadas de doble cara como electrodos; o se puede aumentar el espesor del revestimiento metalizado; así como también se puede mejorar el proceso de soldadura del metal final para reducir la resistencia de contacto.