Авторизация
Зарегистрироваться

Внутренний мир плёночных полипропиленовых конденсаторов CBB81.

Это продолжение серии разборок электронных компонентов, цель которых понять конструкцию компонента, как она может влиять на его свойства и соответствие конструкции даташиту.
Предыдущая статья: Внутренний мир плёночных зелёных конденсаторов CL11 (PEI) была посвящена недорогим индуктивным плёночным конденсаторам с плёнкой на основе PET и фольгой в качестве обкладок.
На этот раз будем изучать металлизированный плёночный полипропиленовый высоковольтный конденсатор CBB81. Его устройство оказалось гораздо интереснее предыдущего…




По даташиту это:



CBB81 High Voltage Metallized Polypropylene Film Capacitor
В переводе: высоковольтный металлизированный полипропиленовый плёночный конденсатор.

Конденсатор в даташите не заявлен, как индуктивный, смотрим что в реальности:



Действительно, несмотря на то, что у нас рулон, подключение у него со всего торца рулона.

Это снижает индуктивную составляющую конденсатора, в отличие от варианта подключения к обкладкам в одной точке, как было в конденсаторе из прошлого обзора.

Ещё у нас в даташите заявлено самозатухающее покрытие (Extended foil, flame retardant epoxy coated):



И действительно, при выходе из внешнего пламени, оболочка сразу же затухает:



Теперь от оболочки конденсатора перейдём к его внутренностям.

Плёнка при горении похожа на горение полипропилена — пламя не яркое и без копоти. Это существенно отличается от горения плёнки полиэтилентерефталата из прошлого обзора.

Ещё в предыдущей фразе из даташита есть один не совсем понятный момент:

Extended foil…

Что-то там фольга. Но конденсатор заявлен как металлизированный, причём здесь тогда фольга? Ответ будет чуть позже.

А пока разбираем дальше и видим какую-то странную ступеньку на рулоне:



Тоже пока не понятно. Но ответ уже близок. Вот он:



Конденсатор имеет интересную конструкцию. В нём не две, а три обкладки. Две узкие по краям, подсоединены к выводам, а третья, почти на всю ширину рулона ни к чему не подключена и изолирована от первых двух плёнкой.

Схематично эта конструкция и её эквивалентная электрическая схема выглядят так:



Т.е. фактически это два последовательно соединённых конденсатора.

Между крайними обкладками достаточно большое расстояние, оно и даёт ступеньку на рулоне:



Крайние обкладки явно из фольги и на ярком свету не просвечиваются. Это как раз объясняет фразу из даташита про фольгу (Extended foil...).

А где же тогда металлизация? А она на средней обкладке:



На сотовую структуру не обращайте внимания, это рассеиватель фонаря такой, на самом деле металлизация абсолютно равномерная.

Итак, мы имеем достаточно сложную конструкцию, для такого простого компонента как конденсатор: три обкладки, каждая из которых должна быть изолирована от соседних, да ещё и обкладки сделаны по разным технологиям — две из фольги, а одна — металлизация.

Для чего такие сложности?

Тут несколько причин.

Во-первых, надёжно приварить выводы к металлизации сложнее, чем к фольге.

Во-вторых, фольга позволяет обеспечить работу конденсатора на бОльших токах.

А зачем тогда вообще нужна металлизация?
Металлизация обеспечивает интересную особенность плёночных конденсаторов — способность к самовосстановлению при пробое.

Если коротко, то тонкий, нет, не так, оооочень тонкий слой металлизации при пробое испаряется, не создавая постоянного канала пробоя. Это событие несколько уменьшает ёмкость. Но данное снижение незначительно и таких пробоев конденсатор может пережить очень много.
Но, конечно, это касается случайных одиночных небольших по времени и мощности импульсов. Если же длительно подать высокое напряжение от мощного источника, разумеется, всё пойдёт по другому сценарию. Но это уже немного другая тема, поэтому вернёмся к конкретно нашему компоненту.

Итого.
Конструкция конденсатора относительно сложная и соответствует даташиту. Положили всё что обещали: фольгу, металлизацию, полипропилен и самозатухающее покрытие.

Фольга обеспечивает работу на бОльших токах, металлизация — возможность самовосстановления при пробое, полипропилен — лучшую добротность, подключение с торцов рулона — низкую индуктивную составляющую.

Из минусов можно отметить бОльшую стоимость, по сравнению с «обычными» плёночными конденсаторами, и бОльшие габариты при тех же параметрах ёмкости и напряжения.

Ещё отмечу, что именно такие конденсаторы рекомендуется использовать в качестве балластного конденсатора в бестрансформаторных блоках питания.

Ну и на этом у меня всё. Все спасибо.
Добавить в избранное +105 +143
свернуть развернуть
Комментарии (33)
RSS
+
avatar
  • APLe
  • 15 мая 2022, 17:57
+1
А какой смысл в конденсаторе, у которого одна обкладка из фольги, а вторая — из металлизации? Почему обкладка-металлизация не является ограничивающей по току, и конденсатор оказывается высокотоковым, несмотря на неё?
+
avatar
  • stump
  • 15 мая 2022, 18:31
+1
возможно такая конструкция уменьшает диэлектрическую абсорбцию. Она у полипропиленовых ( и полистирольных) и так минимальная, по сравнению с другими диэлектиками. и в схемах такие конденсаторы используются именно из-за этого свойства (ICL7106 — классический пример). Потому что и емкость у них меньше (или размеры больше) и дороже они чем лавсановые.
Что касается применения в бестрансформаторных источниках, то там лучше использовать лавсановые импортные, которые нормированы на ~ 250V ( и выше ).
+
avatar
  • zoog
  • 16 мая 2022, 08:12
0
Абсорбция играет роль только в УВХ. Габариты разные из-за электрофизических свойств материала — прочность, диэлектрическая постоянная.
+
avatar
  • iraa
  • 15 мая 2022, 21:33
+6
Ну наверное тот кто конструировал, знал что делает. Или давайте мы, дилетанты, посоветуем ему, как надо?
+
avatar
  • jh7
  • 16 мая 2022, 14:34
+3
Это священная обязанность диванных войск. Обязательно посоветуем.
+
avatar
+6
Как в музей конденсаторов сходил.
+
avatar
  • Halex
  • 15 мая 2022, 20:49
+3
Ох, блин, сколько предположений типа «возможно...» Физика, уважаемый, и только физика! Вы раскурочили высоковольтный конденсатор! При последовательном соединении конденсаторов рабочий вольтаж увеличивается!!! Соедините два одинаковых конденсатора с рабочим напряжением 200V последовательно и получите конденсатор на 400V, но вдвое меньшей емкости. Неужто в школе этому не учили? Вот и вся загадка…
+
avatar
+11
Я понимаю, что в школе логике не учат, но самый простой способ увеличить вольтаж конденсатора — это просто увеличить расстояние между обкладками, а не городить такую сложную конструкцию, как здесь.
+
avatar
  • iraa
  • 15 мая 2022, 21:35
0
Согласен. Мы лучше знаем, как надо делать.
+
avatar
0
Сорики, промазал в минус :-(
Поправил в карму
+
avatar
  • Halex
  • 15 мая 2022, 22:49
+8
просто увеличить расстояние между обкладками

Некая квадратичная зависимость превратится в «кубическую» и получите нечто такое:
+
avatar
  • stump
  • 15 мая 2022, 23:02
+1
А чего не воздух-изолятор, для примера и подтверждения своих мыслей? Картинка тут даже не поместится…
есть керамика 10 мкФ в размере 0805, и какое отношение это имеет к пропилену?
А про абсорбцию даже Hi-End-щики знают, хорошо с однонаправленными проводами сочетается… :-)))
+
avatar
  • zoog
  • 16 мая 2022, 08:14
0
А можно подробнее, от чего такие зависимости?
+
avatar
  • pfg21
  • 16 мая 2022, 14:44
+2
конденсатор с обозначением «О Мой БоГ — 1» весьма вставляет :)

попадались конденсаторы с вакуумным диэлектриком :)
гдето и такие нужны, правда хайенд-задротов в такие применения обычно не берут, ибо требования там физически обоснованы, а не чтобы вот так…
+
avatar
0
попадались конденсаторы с вакуумным диэлектриком :)
гдето и такие нужны
В ламповых радиопередатчиках встречал такие, в выходных каскадах.
+
avatar
  • wwest
  • 16 мая 2022, 10:56
+1
А габариты при этом расстоянии КАК увеличатся? Кто таки в школу не ходил.
+
avatar
  • jh7
  • 16 мая 2022, 14:37
+1
может эта сложная конструкция технологичнее в производстве на имеющемся оборудовании? Или исходя из имеющихся материалов? Проще делать разную номенклатуру изделий из одного сырья.
Специалистов по физике у нас много, а покупаем всё в Китае.
+
avatar
  • hanzo
  • 15 мая 2022, 22:30
+3
рабочий вольтаж увеличи..
Неужто в школе этому не учили?
Наверное, в той же школе проходили и ампераж© с ваттажом®?)
Для полноты картины не хватает резистажа™ цепи))
+
avatar
  • Halex
  • 15 мая 2022, 23:05
0
Ну, как то так ампераджим…
+
avatar
-1
Слово «вольтаж», в принципе, существует. Ампераж, кстати, тоже.
+
avatar
  • zoog
  • 16 мая 2022, 08:13
0
1) не увеличивается, но в школе этому не учат)
2) толщину изоляции проще и дешевле увеличить толщиной самой плёнки.
+
avatar
0
При последовательном соединении конденсаторов рабочий вольтаж увеличивается!!!
А каким образом осуществляется балансировка напряжений?
+
avatar
  • ksiman
  • 16 мая 2022, 07:06
+3
Т.е. фактически это два последовательно соединённых конденсатора.
В данном случае это сдеано просто для увеличения рабочего напряжения конденсатора. Разберите такой-же на 400V и никакого последовательного соединения там не будет
+
avatar
0
А каким образом осуществляется балансировка напряжения между половинками конденсатора? В схемах, где кондеры включают последовательно, обычно резисторы ставят.
+
avatar
  • ksiman
  • 23 мая 2022, 06:53
0
Балансировка никак не осуществляется.
+
avatar
0
Ну, а тогда получается лавинообразный процесс — та половинка конденсатора, которая имеет меньшую емкость, заряжается до более высокого напряжения. Значит, шансов, что её пробьет — больше. Пробой сжигает металлизацию и уменьшает емкость, что, в свою очередь, еще больше повышает напряжение на половинке.
+
avatar
  • ksiman
  • 23 мая 2022, 14:13
+1
Теоретически да, но на практике такая система вполне нормально работает.
+
avatar
0
На практике, вследствие изготовления их в одном техпроцессе, различие параметров этих двух «половинок» достаточно мало и, полагаю, вполне «балансируется» сопротивлением изоляции.
+
avatar
  • zoog
  • 16 мая 2022, 08:08
0
Во-первых, надёжно приварить выводы к металлизации сложнее, чем к фольге.
Странно, в дешёвых плёночниках с этим нет проблем. А делать 3-ступенчатую передачу, видимо, проще? Теряя в ёмкости и массогабаритах.

Во-вторых, фольга позволяет обеспечить работу конденсатора на бОльших токах.
Передёргивание — ток всё равно идёт чере напыление, соединение последовательное.

Ещё отмечу, что именно такие конденсаторы рекомендуется использовать в качестве балластного конденсатора в бестрансформаторных блоках питания.
Почему? Обычная плёнка не выдерживает тока в сотню мА? А фольга не в состоянии работать без пробоев на паспортном (для 50Гц — в ДШ смотрится) напряжении?
+
avatar
  • tak
  • 22 мая 2022, 19:45
+1
«Это снижает индуктивную составляющую конденсатора, в отличие от варианта подключения к обкладкам в одной точке»

Это не только снижает индуктивную составляющую — ESL, а ещё снижает ESR до минимумы и сильно увеличивает RIP! По этому эти конденсаторы очень хороши для импульсных схем.
+
avatar
  • Leoniv
  • 22 мая 2022, 20:09
0
ТКЕ этого конденсатора измеряли?
+
avatar
0
Нет, только разбирал.
+
avatar
-1
кросивое :)

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.