C2.2紙コンデンサ
この見出しの下では、主に純粋な紙誘電体を扱っています。 同時に、紙とプラスチックの組み合わせ、すなわち混合誘電体はかなり一般的であると言うべきである。
c2.2.1紙/箔
市販のコンデンサの歴史は、紙箔の誘電体とアルミニウム箔の電極から始まりました。 紙は多孔質であるため、コロナ効果やフラッシュオーバーを防ぐために含浸させる必要があります。 それは、溶融したワックスまたは異なる種類の油、とりわけ鉱物油およびシリコーン油を使用して行われる。 油は張力安定性を増加させるが、ある程度erを減少させる。 繊維状のペーパーにer≤6.6および浸透させた巻上げに3.1と4.5の間で変わるerを与える鉱油≤2.3がある。 違いは、何よりも、巻線中の引張力によって生じる巻線圧力に依存する。
以前は、紙の特性のために少なくとも二つの含浸紙箔が使用されていました。 今日、混合誘電体は、紙がプラスチック箔、通常はポリエステル（PET）またはポリプロピレンと組み合わされる場合に頻繁に使用される。
提示された各材料タイプに続く要約表は、含浸剤と混合誘電体を別々に扱っていないため、次の表C2-2にその特性のいくつかを記載します。
テーブルC2-2。 いくつかの混合誘電体については、Tan δ、1kHz、およびer。
油含浸紙は、何よりも、電源、電源、および特定のフィードスルーコンデンサに使用されています。 このハンドブックでは、電子部品に属するより小さなタイプに自分自身を制限します。 それらはますますプラスチック誘電体と取り替えられる衰退の部品の部門を構成します。
一般的な主電源およびフィードスルーコンデンサでは、消費者の目的のためにケーシングにはわずかな量の油しか含まれていません。 そのほとんどは紙箔に存在します。 含浸は、紙が最初にオーブンで慎重に乾燥された後、完成した巻線上で真空中で行われる。
C2.2。2MP(metalized paper)
最初のmetalized film capacitorはmetalized paperで構築されました。 MP箔は、原理的には図C2-18のように見えます。p>
図C2-18。 MPホイルを通した横断面。含浸剤としてエポキシのような固体物質が優勢であるが、植物油は、特定の種類で発生する可能性があります。
含浸剤としてエポキシのような固体 含浸はまた、水性腐食および酸化から亜鉛メタライゼーションを保護する。 紙は多孔質であり、特定の点でいくつかの不純物や弱点を含む可能性があるため、プロのアプリケーションでは、少なくとも二つの層の紙箔を使用す ある箔の弱点が次の層の別の箔の反対側に着陸する危険性が最小限に抑えられます。 この頃は余分ペーパーホイルの代わりに混合された誘電体は金属で処理されたペーパーホイルとともにポリエステルまたはポリプロピレンのフィルムと また、金属化されたプラスチックフィルムおよび含浸された紙箔を有する変形も生じる。
純正MPコンデンサはかつて使用されていませんでしたが、プラスチックフィルムからの経験と同時に、それはよくやる気のルネッサンスを目撃し とりわけそれは本管の塗布の一時的な保護のコンデンサーのための必要性としなければならない。 表C2-1によると、製造中に生成された自己治癒からの炭素堆積物（いわゆるクリアリング）は、必要なエネルギー放出が完全に無害なレベル（Δ V≤–10mV…–1V）で停止すると同時に、セルロース材料では独特に低い。 図C2-24を参照してください。
MPコンデンサに加えて、パルスアプリケーションで別の利点があります。 パルスは、急な電圧上昇時間と高い充放電電流を意味します。 亜鉛混合物（shooping金属）から成っている端のスプレーの金属とともに通常の亜鉛metalizationはローカル暖房を避けるために必要である接触インターフェイスのちょうどそ パルスイベントの繰り返しコースは、一方で、誘電損失のために内部加熱を作成することができます。 コンデンサがエネルギー蓄積パルス送信機として使用される場合、そのエネルギーの一部は誘電損失抵抗Ｒｄで失われることになる。 充電されたコンデンサの電圧Vcは放電時にVdとVLに分割されます（図C2-19）。p>
図C2-19。 パルス負荷時の誘電体のエネルギー損失。
C2.2.3過渡抑制/X-およびY-コンデンサ
いわゆる無線周波数干渉から保護しなければならないRFIコンデンサのグループには、x-およびY-コン それらは図C2-20に従って本管に接続されます。 そこでは、彼らはまた別の重要な目的を果たします。 このような場合には、すべてのライブ音源が比較的頻繁に演奏される。 それらは”外”から来るかもしれないが、また私達の自身の装置によって発生するかもしれない。電源からのすべての過渡の80〜90％が1〜10μ sの間で続き、1000Vよりも高く、電圧上昇時間が200〜2000V/μ sであり、少なくとも1日に10回発生しています。
我々は、彼らの被害を排除する必要があることを認識しています。 それはxコンデンサーによってこうして本管のラインの間で接続されるされる。
Yコンデンサは、別のタイプの過渡抑制を表します。 それらは、電力線のいずれかと電気機器の接地カバーとの間に接続されています。 ここに私達は短絡に対して緊張の下に置かれ、こうして深刻な個人的な傷害を引き起こす装置を防ぐために特別に高い安全を要求する。 また、接地線に開回路が発生した場合に人体に有害な大電流を流さないために、Yコンデンサの容量は制限されていなければなりません図C2-20参照。p>
図C2-20。 X-およびY-コンデンサの接続。
XコンデンサとYコンデンサが実際に発生するトランジェントに耐えることができることを確認するためには、備考なしで以下の三つのテストに合格する必要があります。
- IEC384-14に準拠した寿命テスト、Tucで1000時間、1.25xVR+1000Vrms毎時0.1秒。
図C2-21。 XおよびYコンデンサーの生命テスト。
- 384-14によるサージ電圧テスト。 コンデンサの種類に応じて、Vp=2.5から5kVの三つのパルス。
図C2-22。 XおよびYコンデンサーのサージ電圧テスト。
- 充電および放電テストIEC384-14に準拠しています。 100V/sおよび2xvrの10の000の脈拍。
図C2-23。 XおよびYのコンデンサーの充満および排出テスト。
X-およびY-コンデンサは、それぞれの国で使用するために、国家検査当局による承認を持っている必要があります。 Manufaturersのカタログではそれは”SEMKOによって”（スウェーデン）、DEMKO（デンマーク）、VDE（ドイツ）によって、UL（米国）によって、BSI（イギリス）等によって承認される書くことができます。 今、すべてのヨーロッパのチェックルーチンは、1つの標準、EN13 24 00に収集されます。 米国規格はULの下で収集され、カナダ規格はCSAの下で収集されます。MPまたはMK？
XコンデンサとYコンデンサのアプリケーションでは、自己回復故障を考慮する必要があります。 自己回復によって引き起こされる電圧降下は、誘電体および金属化を蒸発させるために消費されるエネルギーに依存する。 ここでは、亜鉛メタライジングを有するMPsは、伝統的に、蒸発プロセスがZnよりも数倍の高いエネルギーを必要とするAlメタライゼーションを有するプラ しかし、今日では、プラスチックフィルムコンデンサ（MK）は、亜鉛の有利な特性に基づいて金属化合金で市場に出されているが、水性腐食の傾向はない。
さらに、セグメント化された金属化が使用される金属化プラスチックフィルムの特別な設計が存在し、時には構造金属化と呼ばれる。 表面は狭いゲートによって充満流れの範囲の内にある相互に画定された要素で分けられる。 自己回復でサージ電流はそれらを燃やす。 下の図C2-25および-26の例を参照してください。 表面の要素は隔離され、他の要素からの放出流は始めの電圧降下と同様、断ち切られる。 特に構造メタライゼーションが現代のメタライジング合金の選択肢と組み合わされている場合、MPコンデンサの自己回復とほぼ同じエネルギー制限が得 次の図C2-24は、コンデンサ上の電圧降下に対する典型的な自己回復効果を示しています。p>
図C2-24. 典型的な電圧は、張力下でMPおよびMKコンデンサの自己回復（SH）でDVCを低下させる。 SHMP”SHMK-構造。
これまで使用されてきた金属化プラスチックフィルム（MK）は、ポリエステル（MKT）とポリプロピレン（MKP）です。 後者は、その優れた自己修復化学のために金属化された構造である必要はない。 設計を金属で処理する非常に薄いZnAlと結合されて構造によって金属で処理されるMK.と同じ特徴を得る。 さらに、その高周波特性は他のフィルムよりも優れています。
図C2-25. 構造金属化箔と自己治癒電流の例。
構造化された表面要素の金属化は設計のための大きな要求をする。 費用対効果の高い方法が開発されている場合でも、彼らは価格の一定の上昇を伴います。 図C2-25の簡略化されたセグメント化されたメタライゼーションは、実際には表面全体に分布するグリッド状のパターンで構成されています。p>
図C2-26。 グリッドのようなメタライゼーションパターン。
別の、そして非常に興味深い、構造メタライゼーションは、全表面をカバーする薄い、高い表面抵抗率メタライジングの上に金属化された円形の表面で構成されています。 弱い円の接合箇所は溶解の要素として薄い根本的な金属化とともに役立つ。 溶解機能は亜鉛または低負荷の合金の金属化によって支持されます。p>
図C2-27。 セグメント化されたメタライゼーションの模式図。
すべての自己回復は、表面の減少に対応して容量を減少させる。 著者の意見は、MPコンデンサは依然として構造金属化MKタイプよりも優れているということです。 しかし、もちろん、両方のタイプは現在の基準と安全要件を満たしています。
C2.2。4温度と周波数の依存性
以下の図は、紙コンデンサの温度と周波数の依存性のためのいくつかの典型的なグラフを示しています。p>
図C2-28。 MPおよび油含浸紙コンデンサの静電容量C対温度T。p>
図C2-29。 紙コンデンサの静電容量の典型的な周波数依存性。p>
図C2-30。 MPコンデンサの誘電正接の典型的な温度依存性。p>
図C2-31。 MPコンデンサの誘電正接の典型的な周波数依存性。p>
図C2-32。 MPコンデンサのIRの温度依存性のための典型的な曲線領域。p>
図C2-33。 容量とリードスペースが異なるMPコンデンサのインピーダンス対周波数の例。
図C1-17では、容量性分岐が誘導性分岐を切断するずっと前に、インピーダンス曲線が柔軟な曲線のようにESR損失の底にどのように接触するか しかし、図C2-33では、共振周波数の周りの鋭い点でインピーダンス曲線が減少しています。 違いは損失に関係しています。 フィルムコンデンサのような低損失部品では、容量性リアクタンス曲線の減少は、ESRの寄与が制限される前に共振周波数の周りの領域に達します。 ここでは、誘導性リアクタンスを相殺するために、リアクタンスは初期曲線よりもさらに速く低下します。
図C2-33のインピーダンス曲線の先端は、図に示されているほど鋭くない大きな倍率にあります。 図C2-43の例を参照してください。
（例えば、電解質のようにかなり高い損失を有するコンデンサでは、リアクタンス曲線は共振周波数から遠く離れた周波数でESR寄与に達する。 ここでは、図C1-17および20に示すように、双極子依存容量が初期リアクタンス曲線から上方に偏差を減少させます。
C2.2.5故障モード
浸透する水分は、紙が湿度を吸収してIRに影響を与え、誘電体を損傷するため、紙コンデンサに対する最大の脅威です。 密閉部品については、C2.1を参照してください。9. 内部ホイルのコンデンサーでは、自由に中断された末端ワイヤーは中断に振動の危険を動かします。
調査テーブル
抵抗器に関するように、すべての材料グループを調査テーブルで結論づけます。 2つの電極の設計は起こります:金属で処理されるおよびホイル。 私たちが見出しに箔を書いたり会ったりすると、それは電極タイプを指します。/p>
CLRのABC:Chapter Cコンデンサ
紙コンデンサ
EPCIによってライセンスされたコンテンツ:
EPCI欧州パッシブコンポーネントインスティテュートの専門家オリジナル記事
P-O.FagerholtによるCLRパッシブコンポーネントハンドブック*