如何提高薄膜電容器的耐電流和抗脈沖能力

王波

【摘要】針對(duì)金屬化薄膜電容器耐電流和抗脈沖能力，工作一段時(shí)間后經(jīng)常出現(xiàn)容量耐電流和抗脈沖能力不夠的問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)和理論分析，收集不同試驗(yàn)條件下的數(shù)據(jù)，不斷改進(jìn)作業(yè)方法，找到了影響耐電流和抗脈沖能力的主要因素，采取相應(yīng)措施。

【關(guān)鍵詞】耐電流和抗脈沖能力；箔式（鋁箔）電極；雙面金屬化；波浪分切

前言

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)電子元器件的要求越來(lái)越高，一方面要求電容器自身發(fā)熱小，耐電流水平高，過(guò)載能力強(qiáng)，抗脈沖能力強(qiáng)，另一方面要求電子元器件的外形尺寸越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，要滿(mǎn)足這些要求，電子元器件的材料，工藝，結(jié)構(gòu)須不斷創(chuàng)新，不斷推出新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足整機(jī)產(chǎn)品的要求。

問(wèn)題

相信大家都受到此類(lèi)失效樣品：在瞬間大電流的不斷沖擊下，噴金斷面造成局部過(guò)熱，最終引起金屬膜邊緣鍍層熱融化掉，電容器極板與噴金面脫開(kāi)，電容器喪失容量，而失效。

解決方案：合理選用不同電極

有機(jī)薄膜電容器的電極有箔式（鋁箔）電極，雙面金屬化電極，金屬化（單面）電極三種形式。假設(shè)金屬化（單面）電極的S為1，三種形式電極的比較見(jiàn)表1

根據(jù)表1的比較數(shù)據(jù)，相同電極有效長(zhǎng)度L的電容器，金屬化（單面） 電極結(jié)構(gòu)的電容器承受放電峰電流Ip的能力最差，為雙面金屬化的電極1/4，箔式（鋁箔）電極的1/200。我們?cè)趺磥?lái)選用不同的極板，以盡可能的滿(mǎn)足大電流的使用。

1 由于，箔式（鋁箔）電極對(duì)電容器小型化非常不利，箔式（鋁箔）電極沒(méi)有自愈特性，當(dāng)因過(guò)壓脈沖發(fā)生擊穿時(shí)，電容器短路而失效，并可能進(jìn)一步夸大故障范圍，所以只能在UR≤630V及小容量中使用，比如CBB類(lèi)，UR=630V C≤0.012uF。

2 雙面金屬化電極由于金屬化膜的自愈能力，設(shè)計(jì)時(shí)其介質(zhì)的厚度與金屬化（單面）電容是一樣的，如圖2

雙面金屬化電容器結(jié)構(gòu)

在小型化方面比鋁箔電極更勝一籌，而且具有良好的自愈特性，當(dāng)電路中有異常波動(dòng)產(chǎn)生過(guò)壓脈沖時(shí)，電容器能自愈而恢復(fù)正常功能，表現(xiàn)出較高的過(guò)載能力和可靠性，可以在UR≤1000V，C≤0.1uF范圍內(nèi)使用，采用雙面金屬化聚酯膜作為電極，增大了載流量，dv/dt的能力高于金屬化（單面）電容。

以CBB21 630V563與CBB28 630V563為例做試驗(yàn)，該試驗(yàn)儀在設(shè)定起始電壓和相應(yīng)的電流（其值很大）后，進(jìn)行1000次脈沖，若容量損耗在變化范圍內(nèi)，自動(dòng)增加一部（100V）電壓，電流也相應(yīng)增加后再進(jìn)行1000次脈沖，到電容失效為止。

試驗(yàn)結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)（施加1000V電壓經(jīng)1000次脈沖后，容量減少，損耗變大，失效（共20只電容，數(shù)據(jù)趨勢(shì)相同）： CBB28 630V 563 最大電流是623A， CBB21 630V 563 是430A.

從試驗(yàn)結(jié)果看CBB28 630V 563 過(guò)脈沖和耐電流能力明顯大于CBB21 630V563。

3 對(duì)于C≥0.1uF的產(chǎn)品，由于雙面金屬化膜的厚度為5～6um，小型化方面不如金屬化（單面）電極結(jié)構(gòu)的電容器，我們?yōu)榇诉x用一種波浪金屬邊金屬化有機(jī)薄膜，在有機(jī)薄膜基材上具有金屬鍍層，在基材的一邊留有絕緣邊，有機(jī)薄膜的金屬邊為鋸齒狀。減低了接觸電阻，減少了損耗和發(fā)熱，提高了電容器的性能，增加了相應(yīng)產(chǎn)品的可靠性。

波浪分切電極，是提高電容器承受放電峰值電流Ip能力的有效方法，實(shí)現(xiàn)了電容器的小型化和承受大放電峰值電流Ip能力。

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