Kondensatory foliowe są jednymi z najczęściej stosowanych elementów pojemnościowych w układach elektronicznych i elektrycznych. Najczęściej montuje się je w układach zasilania, a także w układach rozruchowych. Parametry oraz trwałość kondensatorów foliowych uzależniona jest od technologii produkcji oraz od zmian zachodzących w dielektrykach w trakcie ich pracy. Jak powstają kondensatory foliowe i z czego są zbudowane?
Budowa i proces produkcji kondensatorów foliowych
Kondensator foliowy produkowany jest z polipropylenowej lub poliestrowej folii o grubości od 4 do 20 mikrometrów. Na folię tą napyla się warstwę metalu (Al lub Zn) o grubości nie większej niż 1 mikrometr. Ta napylona warstwa metalu stanowi okładziny kondensatora. Zwinięta folia z napylonym metalem tworzy w kondensatorze układ przewodników oraz izolatorów.
Zwijanie folii
Folia zwijana jest w kształt walca. W niektórych kondensatorach foliowych zwijki są dodatkowo spłaszczane w procesie ich podgrzewania i prasowania. Na czołach zwiniętych rolek folii w odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu napyla się metal, do którego następnie dołączane są elektrody kondensatora. To właśnie odpowiedniej jakości połączenie między napylony metalem na czole kondensatora a elektrodami ma kluczowy wpływ na odporność elementu pojemnościowego na niszczenie spowodowane impulsami prądów oraz na ogólną wytrzymałość i odporność kondensatora.
Następnie zwijki kondensatora poddawane są procesowi, w którym pod wpływem temperatury folia z tworzywa sztucznego uzyskuje optymalne właściwości dielektryczne. Dodatkowo wysoka temperatura usuwa pęcherzyki i pustki powietrza w zwartych zwojach zwijki, poprawiając parametry elektryczne kondensatora.
Polaryzacja impulsami napięciowymi
Kolejnym etapem produkcji kondensatora foliowego jest jego polaryzacja impulsami napięciowymi. Spowodowane jest to tym, że cienka dielektryczna folia może być lokalnie zwarta. Przeprowadzenie polaryzacji impulsami napięciowymi determinuje powstawanie przebić w miejscach o zbyt niskiej wytrzymałości izolacji zwijki, co z kolei prowadzi do odizolowania od czynnej okładziny folii. Proces polaryzacji jest wykonywany jeszcze przed ulokowaniem zwijki kondensatora w obudowie. Dzięki temu gazy, które powstają w tym procesie, mogą zostać odprowadzone poza konstrukcję kondensatora.
Wykonanie wyprowadzeń kondensatora
Wyprowadzenia kondensatora przytwierdzane są do napylonych uprzednio czół elementu pojemnościowego. Konieczne jest wykonanie wyprowadzeń, które jednocześnie zapewnią odpowiednio dużą odporność mechaniczną oraz dobrą wytrzymałość prądową. Wyprowadzenia do czół dołączane są w procesie lutowania lub zgrzewania. Następnie tak wykonane zwijki umieszcza się w obudowie kondensatora. Obudowa ta może być opcjonalnie hermetyzowana za pomocą syciwa, czyli materiałów izolacyjnych.
Tak wykonany kondensator foliowy zapewnia świetne parametry pojemnościowe oraz optymalny czas rozładowania, jednocześnie gwarantując właściwą swojej konstrukcji odporność mechaniczną.
