Der größte Vorteil metallorganischer Folienkondensatoren besteht darin, dass sie selbstheilend sind, was diese Kondensatoren heute zu den am schnellsten wachsenden Kondensatoren macht.

Es gibt zwei verschiedene Mechanismen zur Selbstheilung metallisierter Filmkondensatoren: Der eine ist die Selbstheilung durch Entladung;das andere ist die elektrochemische Selbstheilung.Ersteres tritt bei höherer Spannung auf und wird daher auch als Hochspannungs-Selbstheilung bezeichnet.Da letzteres auch bei sehr niedriger Spannung auftritt, wird es oft als Niederspannungs-Selbstheilung bezeichnet.

Selbstheilung entladen

Um den Mechanismus der Selbstheilung durch Entladung zu veranschaulichen, wird angenommen, dass im organischen Film zwischen zwei metallisierten Elektroden ein Defekt mit einem Widerstand von R vorliegt. Je nach Art des Defekts kann es sich um einen metallischen Defekt, einen Halbleiterdefekt oder einen Defekt handeln isolierter Defekt.Wenn es sich bei dem Fehler um einen der ersteren handelt, hat sich der Kondensator offensichtlich bei niedriger Spannung selbst entladen.Erst im letzteren Fall kommt es zur Selbstheilung der sogenannten Hochspannungsentladung.

Der Prozess der Selbstheilung der Entladung besteht darin, dass unmittelbar nach dem Anlegen einer Spannung V an einen metallisierten Filmkondensator ein ohmscher Strom I=V/R durch den Defekt fließt.Daher fließt die Stromdichte J=V/Rπr2 durch die metallisierte Elektrode, dh je näher der Bereich am Defekt liegt (je kleiner r ist) und desto höher ist seine Stromdichte innerhalb der metallisierten Elektrode.Aufgrund der durch den Defekt verursachten Jouleschen Wärmeaufnahme W=(V2/R)r nimmt der Widerstand R eines Halbleiter- oder Isolationsdefekts exponentiell ab.Daher steigen der Strom I und der Stromverbrauch W schnell an, was zur Folge hat, dass die Stromdichte J1=J=V/πr12 in dem Bereich, in dem sich die metallisierte Elektrode sehr nahe am Defekt befindet, stark ansteigt und ihre Joulesche Wärme die metallisierte Elektrode schmelzen kann Schicht in der Region, wodurch der Lichtbogen zwischen den Elektroden hier zündet.Der Lichtbogen verdampft schnell und schleudert das geschmolzene Metall weg, wodurch eine isolierte Isolationszone ohne Metallschicht entsteht.Der Lichtbogen erlischt und die Selbstheilung wird erreicht.

Aufgrund der Joule-Wärme und des Lichtbogens, die beim Selbstheilungsprozess der Entladung entstehen, wird das Dielektrikum um den Defekt und der Isolationsbereich der dielektrischen Oberfläche unweigerlich durch thermische und elektrische Schäden und damit durch chemische Zersetzung, Vergasung und Karbonisierung usw. beschädigt es kommt zu mechanischen Schäden.

Um eine perfekte Selbstheilung der Entladung zu erreichen, ist es daher notwendig, eine geeignete lokale Umgebung um den Defekt herum sicherzustellen. Daher muss das Design des metallisierten organischen Filmkondensators optimiert werden, um ein angemessenes Medium um den Defekt herum zu erreichen Defekt, eine geeignete Dicke der metallisierten Schicht, eine hermetische Umgebung sowie eine geeignete Kernspannung und -kapazität.Die sogenannte perfekte Selbstheilung durch Entladung ist: Die Selbstheilungszeit ist sehr kurz, die Selbstheilungsenergie ist gering, die Defektisolierung ist ausgezeichnet, das umgebende Dielektrikum wird nicht beschädigt.Um eine gute Selbstheilung zu erreichen, sollten die Moleküle des organischen Films ein niedriges Verhältnis von Kohlenstoff- zu Wasserstoffatomen und eine moderate Menge an Sauerstoff enthalten, so dass bei der selbstheilenden Entladung keine Zersetzung der Filmmoleküle auftritt Es entsteht Kohlenstoff und es findet keine Kohlenstoffablagerung statt, um die Bildung neuer Leiterbahnen zu vermeiden, sondern es werden CO2, CO, CH4, C2H2 und andere Gase erzeugt, die den Lichtbogen durch einen starken Gasanstieg löschen.
Um sicherzustellen, dass die Medien um den Defekt herum bei der Selbstheilung nicht beschädigt werden, sollte die Selbstheilungsenergie nicht zu groß, aber auch nicht zu klein sein, um die Metallisierungsschicht um den Defekt herum zu entfernen und eine Isolierung zu bilden (Hochwiderstandszone) wird der Defekt isoliert, um eine Selbstheilung zu erreichen.Offensichtlich hängt die erforderliche Selbstheilungsenergie eng mit dem Metall der Metallisierungsschicht, der Dicke und der Umgebung zusammen.Um die Selbstheilungsenergie zu reduzieren und eine gute Selbstheilung zu erreichen, wird daher eine Metallisierung organischer Filme mit Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt durchgeführt. Darüber hinaus sollte die Metallisierungsschicht nicht ungleichmäßig dick und dünn sein, insbesondere um sonst Kratzer zu vermeiden , wird der Isolationsbereich verzweigt und erreicht keine gute Selbstheilung.Alle CRE-Kondensatoren verwenden normale Folien und gleichzeitig ein strenges Materialeingangskontrollmanagement, das fehlerhafte Folien an der Tür blockiert, sodass die Qualität der Kondensatorfolien vollständig gewährleistet ist.

Neben der Selbstheilung durch Entladung gibt es noch eine weitere Möglichkeit, nämlich die elektrochemische Selbstheilung.Lassen Sie uns diesen Mechanismus im nächsten Artikel besprechen.