金属化薄膜电容器的市场应用

金属化薄膜电容具有优异的电气特性、高稳定性和长寿命,可以满足各种不同行业的应用。目前,电容制造商一直在不断改进这种产品,以在较小的封装尺寸内提供更大的电容量。

电容制造商能够根据具体的应用,通过选择适当的电介质来优化金属化薄膜电容的特性。例如,聚脂薄膜在普通应用中表现出良好的特性,具有高介电常数(使其在金属化薄膜电容中获得最高的单位体积电容量)、高绝缘强度、自我复原特点和良好的温度稳定性。在所有各类薄膜电容器中,聚脂电容以适度的成本实现了最佳的体积效率,而且是解耦、阻断、旁路和噪声抑制等直流应用中最流行的选择。

而利用金属化聚丙烯薄膜制造的电容则具有低介电损耗、高绝缘阻抗、低介电吸收和高绝缘强度特性,是一种持久的和节省空间的解决方案,它的长期稳定性也很好。这些特点使金属化聚丙烯薄膜电容成为交流输入滤波器、电子镇流器和缓冲电路等应用的重要选择。聚丙烯薄膜电容可以提供 400VAC或更高的额定电压,满足工业三相应用和专业设备的要求。它们还可以用于开关电源、鉴频和滤波器电路,以及能量存储和取样与保持应用等。

此外,AC与脉冲电容器可以为存在陡脉冲的应用进行优化,如电子镇流器、马达控制器、开关型电源(SMPS)、CRT电视和显示器或缓冲器。这些应用中一般采用具有低损耗电介质的双金属化聚丙烯薄膜结构,能够经受高频条件下的高电压和高脉冲负载应用。

进行产品设计时选用薄膜电容器的原则通常比较简单。例如,电力线供电产品中的EMI滤波器,采用普通的拓扑结构,很容易选定电容值。放置在干线与中线相位之间的X电容器,没有理论上限,但通常在0.1微法与1.0微法之间。放置在干线或中线与机壳接地之间的Y电容器,需要选择尽可能小的电容量,以使流向地线的漏电流最小。对于多数设计来说,4700pf是最理想的。这些器件必须满足适用于与干线连接的元件的安全与性能标准,包括UL 94 V-0、欧洲的ENEC标准和EN 132400等。

通常,人们需要选择合适的电容器技术并确保封装尺寸及类型满足应用的需要。电容稳定性包括充足的自我复原电容,这是关键的性能标准。在满足这些要求以后,特殊要求、供应与物流问题才会成为需要考虑的主要问题。

电容产品的微型化 - 包括在更小的封装中获得更高的电容、保持性电压、绝缘和隔离特性以及其它关键电气参数,使工程师在面对电路板空间和安装高度的限制时,在设计方面具有较大的灵活性。随着封装尺寸缩小,无铅化趋势已成为关注重点。合适的器件正在出现,使得新产品能够满足即将推出的规格。例如,339X2系列新型的紧凑、无铅EMI抑制薄膜电容器即满足这些要求,电容值范围从1.0nF到4.7uF,封装尺寸更小,间距降低至 7.5mm。此外,100nF以下的339X2电容器,其高度和厚度相比前者还要低1-2mm。

通常,工程师需要迅速完成EMI滤波器、镇流器、缓冲器和电源等设计,很少与电容器制造商发生关系。一般情况下,针对高附加值产品,设计人员需要致力于完善产品中与众不同的特点,包括特殊模具、能力、时尚外形或者长电池寿命。有时产品设计人员和电容器制造商需要对解决方案进行定制,以应付特殊的挑战,如应用方面的需求、满足特殊市场的要求或需要通过特定的测试等等。这些可能包括:在其它的封装尺寸中提供特定的电容值,为空间有限的应用缩小封装(如对汽车交流电源滤波),或者利用集成无源器件(IPD)技术纳入滤波器或系统功能模块。如果预期中的产量足够大,使这种技术成为可行,则IPD可以节省空间和单位产品成本。

金属化薄膜电容向表面贴装发展的趋势已经确立,X和Y类型电压抑制器件将来可能采用这种技术。而通孔安装仍然是这类电容器的主要形式,有些供应商能够提供元件引脚的预成型(Pre-forming)服务,使客户缩短装配时间和复杂程度。如果客户提出要求,供应商还在制造期间提供定制测试,如经受特别高的峰值电压或电流等。终端产品设计人员可能也需要供应商保证产品在变化温度或其它特殊条件下的性能。当存在这些特殊要求时,制造商的专业知识能够显著缩短产品设计与验证流程。

薄膜电容是电子产业中的重要元件,尽管相应的生产与结构技术在不断发展以提供更大的电容量和更好的电气性能,但这些器件很少与新产品的新特性有关。在这种情况下,由于人们往往需要迅速完成设计和元件选择,当出现特殊需求时,电容器制造商提供一对一式的服务能够帮助解决设计问题和保证干扰滤波器、基本信号调节电路和电子镇流器等基本功能模块的顺利完成。