薄膜电容器基本介绍

薄膜电容器也称为塑料薄膜电容器。它使用塑料薄膜作为电介质。根据介质的不同，有许多类型的电容器，如电解质电容器、纸电容器、薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器和空气电容器。薄膜电容器广泛应用于模拟信号交联、电源噪声旁路（反向交联）等场合。

目录

一、基本结构

二、基本特征

三、金属化薄膜电容器

四、使用薄膜电容器的注意事项

一、基本结构

薄膜电容器的内部结构主要如下：金属箔（或通过金属化塑料获得的箔）用作电极板，并且塑料用作电介质。通过缠绕或堆叠过程获得。箔片和薄膜的不同排列导致了多种构造方法。下图是薄膜电容器的典型示意图。

 

 

薄膜电容器典型原理图

薄膜电容器为电容器用金属箔作为电极，用塑料薄膜如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯从两端重叠并缠绕成圆柱形结构。根据塑料薄膜的类型，它们也被称为聚乙烯电容器（也称为聚酯电容器）、聚丙烯电容器（又称PP电容器），聚苯乙烯电容器（又名PS电容器）和聚碳酸酯电容器。

二、基本特征

 

 

薄膜电容器

薄膜电容器具有许多优良特性。其主要等价物如下：无极性，高绝缘电阻，优异的频率特性(宽频率响应)，以及低介损基于上述优点，薄膜电容器广泛应用于模拟电路中。特别是在信号连接的部分，必须使用具有良好频率特性和极低介电损耗的电容器，以确保信号传输时不会产生太大失真。在所有塑料薄膜电容器中，聚丙烯（PP）电容器和聚苯乙烯（PS）电容器具有最显著的特性。

它的结构和纸一样介质电容器介质为聚酯或聚苯乙烯。聚酯薄膜电容器具有介电常数高、体积小、容量大、稳定性好等特点。它们适合用作旁路电容器。聚苯乙烯薄膜电容器具有低介损和高绝缘电阻，但温度系数大，可用于高频电路。

在所有塑料薄膜电容器中，聚丙烯（PP）电容器和聚苯乙烯（PS）电容器具有最显著的特性。当然，这两种电容器的价格相对较高。然而，近年来，为了提高音频设备的音质，所使用的零部件材料变得越来越先进，而价格并不是最重要的考虑因素。近年来，音频设备中使用的PP电容器和PS电容器的频率和数量也有所增加。读者经常可以看到XYZ品牌的设备，声称有多少个XYZ牌的PP型电容器或PS-quality电容器被用作音质的代言，原因就在这里。

特性总结：薄膜电容器的容量范围为3pF-0.1μF，直流工作电压为63-500V，适用于高频和低频，泄漏电阻大于10000Ω。

三、金属化薄膜电容器

 

 

金属化薄膜电容器

通常的薄膜电容器是通过重叠和绕组制造的金属箔例如用作电极的铝塑料薄膜一起。但还有另一种薄膜电容器的制造方法，称为金属化薄膜。其制造方法是在塑料薄膜上真空沉积一薄层金属作为电极。这样，可以省略电极箔的厚度，并且可以减少电容器的单位容量体积。因此，更容易将薄膜电容器制成小容量和大容量的电容器。例如，常见的MKP电容器是金属化聚丙烯薄膜电容器的名称，而MKT是金属化聚酯电容器的名字。

用于金属化薄膜电容器的薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。除了缠绕型外，还有层压型。这种金属化膜的电容器有一种所谓的自愈作用，即，如果电极的一小部分由于电气质量弱而短路，则是由于电容器当时携带的静电能或短路电流，通过诱导较大面积的熔化和蒸发来恢复绝缘，电容器再次恢复到电容器的作用。

金属化薄膜电容器的特性

金属化膜电容器是在聚酯薄膜表面沉积一层金属膜，而不是用金属箔作为电极。由于金属化膜层的厚度比金属箔的厚度小得多，因此绕组后的体积也比金属箔电容器的体积小得多。金属化薄膜电容器的最大优点是“自我修复“。所谓的自修复特性是，如果薄膜介质在某一点上有缺陷，并且在过电压的作用下发生击穿短路，则击穿点的金属化层可以在电弧的作用下立即熔化和蒸发，形成一个小的无金属区。电容器的两极片彼此重新绝缘并且仍然可以继续工作，从而大大提高了电容器的可靠性。从原理分析来看，金属化薄膜电容器不应存在短路故障模式，金属箔电容器会出现许多短路故障现象。虽然金属化膜电容器具有上述巨大优势，但与金属箔电容器相比，它们也有以下两个缺点：

首先，容量稳定性不如箔式电容器。这是因为金属化电容器在长期工作条件下容易发生容量损失和自愈，这可能导致容量降低。因此，如果用于要求高容量稳定性的振荡电路，则应更好地使用金属箔电容器。

另一个主要缺点是它承受大电流的能力差。这是因为金属化膜比金属箔薄得多，而且其携带大电流的能力很弱。为了改进金属化膜电容器，电容器产品的主要改进方法是：使用双面金属化膜作为电极；增加金属化涂层的厚度；改进端面金属焊接工艺，减少接触电阻。

四、使用薄膜电容器的注意事项

1.工作电压

薄膜电容器的选择取决于施加的最高电压，并受施加电压波形、电流波形、频率、环境温度（电容器表面温度）和电容等因素的影响。使用前，请检查电容器两端的电压波形、电流波形和频率（在高频场合，允许电压随电容器类型而变化，详情请参阅手册）是否在额定值内。

2.工作电流

通过电容器的脉冲（或交流）电流等于电容C和电压上升率的乘积，即I=C&倍；dV/dt。由于电容器的损耗，当您在高频或高脉冲下使用电容器时，通过电容器的脉冲（或交流）电流将导致电容器自身发热，从而导致热击穿（烟雾、火灾）。因此，电容器的安全使用条件不仅受到额定电压的限制，还受到额定电流的限制。

额定电流被认为由脉冲电流（峰值电流，受dV/dt指数限制）和连续电流（以峰间值或有效值表示）组成，由击穿模式决定。

对于高频或高脉冲条件下使用的电容器，我们建议聚丙烯薄膜电容器或CL23B叠层电容器。CBB81/A/B系列聚丙烯薄膜高压电容器以15%的占空比（duty）提供额定峰值电流。CBB21/A/B系列S校正电容器额定为峰间电流。正常情况下，不允许超过额定峰间电流。

当实际工作电流波形与给定波形不同时，一般情况下，当聚酯薄膜电容器自身的温升为10°C或以下，聚丙烯膜自身的温升为5°C或更低时，使用聚酯薄膜电容。电容器的表面温度不得超过额定上限温度。

3. 各种波形的有效值转换关系

 

各种波形的关系

4.抑制电源电磁干扰的电容器

4.1在电源交叉电路中使用电容器消除噪声时，不仅可能出现正常电压，还可能出现异常脉冲电压（如雷电），导致电容器冒烟或起火。因此，跨线电容器的安全标准在不同国家有严格的规定。不允许使用直流电容器作为跳线电容器。

4.2电源电磁干扰抑制用X类电容器

适用于电容器发生故障时不会造成触电危险的场合，用于抑制差模干扰。X类电容器分为X1、X2、X3三类（见下表）。

 

X类电容器

4.3电源电磁干扰抑制用Y类电容器

它适用于电容器故障会导致触电危险的场合。它用于抑制共模干扰并可接地。Y类电容器分为四类，如Y1、Y2、Y3、Y4（见下表）。

 

Y类电容器

5.电容器的充放电

 

由于电容器的充放电电流取决于电容的乘积和电压上升率，即使是低压充放电也可能产生较大的瞬时充放电电流，这可能会损坏电容器的性能，例如短路或开路。充电和放电时，请连接电流继电器电阻器20Ω/V至1000Ω/V串联，以将充电和放电电流限制在规定范围内。

当多个薄膜电容器并联进行耐压试验或寿命试验时，请为串联的每个电容器连接一个20Ω/V至1000Ω/V或更高的限流电阻。

 

6.阻燃

尽管薄膜电容器的外包装中使用了阻燃材料——阻燃环氧树脂或塑料外壳，但外部持续高温或火焰仍会使电容器芯变形，导致外包装开裂，导致电容器芯熔化或燃烧。

7.表面温升(△ T）

7.1当电容器用于交流和脉冲场合时，流经电容器的电流使其产生热量。如果热量过高，会导致电容器短路甚至烧坏。因此，流过电容器的电流不能超过产品目录中规定的最大值，特别有必要在电容器加载时监测电容器的温升。

7.2测量电容器表面温升的方法如下图所示。被测电容器必须使用工作交流电、脉冲电压和工作频率。

 

电容器试验

8.噪音

电容器的嗡嗡声是由于两个相反电极的库仑力导致电容器膜振动而产生的声音。通过电容器的电压和频率波形失真越严重，嗡嗡声越大。但这种嗡嗡声不会对电容器造成任何损坏。

9.存储环境要求

1.由于大气中存在盐酸盐、硫化氢、硫酸等，产品储存在大气中，必须注意引出端子的可焊性会恶化。

2.产品不能暴露在高温高湿环境中，必须储存在以下环境中：（在不打开原包装的基础上）

温度：不超过35°C（摄氏度）

湿度：相对湿度不超过80%

储存时间（从产品包装或产品主体上的日期算起）：

对于散装产品，不超过24个月。

直径针织产品不超过12个月。

3.SMD产品的储存要求

当1级MBB（防潮袋）未打开并在低于35°C的温度和低于80%RH的湿度下储存时，可以保证12个月的储存期。当MBB打开时，当温度低于30°C，湿度低于60%RH时，它可以保证168小时。如果您打开剩余未使用的产品的包装，我们建议重新使用相同的MBB包装或控制存储环境的湿度和温度。