Tụ điện film là gì?
Tụ điện film, còn được gọi là tụ màng, là một loại tụ điện sử dụng màng nhựa mỏng làm chất điện môi. Lớp màng này được tạo ra bằng quy trình vẽ phim phức tạp, làm cho nó cực kỳ mỏng. Sau khi màng được sản xuất, nó có thể được mạ kim loại hoặc không được xử lý, tùy thuộc vào tính chất cần thiết. Sau đó, các điện cực được thêm vào và khối tụ điện hoàn chỉnh được gắn vào lớp vỏ bảo vệ nó khỏi các yếu tố môi trường. Tụ điện film được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng nhờ tính ổn định, độ cản thấp và chi phí sản xuất thấp. Có nhiều loại tụ điện film, bao gồm màng polyester, màng kim loại, màng polypropylen, màng PTFE và màng polystyrene. Sự khác biệt cốt lõi giữa các loại tụ điện này nằm ở chất điện môi và loại chất điện môi được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng.
Ví dụ, tụ điện film màng PTFE có khả năng chịu nhiệt và được sử dụng trong công nghệ hàng không vũ trụ và quân sự. Trong khi đó, tụ điện film màng polyester kim loại được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi sự ổn định lâu dài ở mức tương đối thấp. Nếu mức giá là vấn đề chính, nhựa giá rẻ hơn sẽ được sử dụng thay vì các loại tụ có hiệu suất cao hơn.
Các đặc tính của tụ điện film
Tụ điện film được sử dụng rộng rãi do những đặc tính vượt trội mà nó mang lại. Loại tụ này không có phân cực nên rất phù hợp cho các tín hiệu dòng xoay chiều. Tụ điện film có thể được chế tạo với độ chính xác rất cao về giá trị điện dung và giữ giá trị đó trong thời gian dài hơn so với các loại tụ điện khác. Điều này có nghĩa là quá trình lão hóa của tụ điện film thường chậm hơn so với các loại tụ khác như tụ hóa. Tụ điện film có tuổi thọ và thời gian sử dụng dài, đáng tin cậy với tỷ lệ hỏng rất thấp. Tụ điện film có điện trở chuỗi tương đương (ESR) thấp và độ cản thấp (ESL), do đó tiêu thụ năng lượng rất ít. Tụ điện film có thể chịu được điện áp trong phạm vi kilovolt và cung cấp các xung dòng cao. Tụ điện công suất đặc biệt có thể chịu được công suất phản kháng vượt quá 200 volt – amperes. Loại tụ này có thể có chân kiểu vít đặc biệt để chịu được dòng điện cao. Chân kiểu trục vít sẽ thay thế chân mối hàn vì tụ điện film trong lĩnh vực này cần được thay thế. Một vấn đề là sự ổn định của loại tụ này cũng đi kèm với giá phải trả. Tụ điện film lớn hơn và cồng kềnh hơn so với tụ hóa tương đương. Loại tụ này cũng có thể bị cháy nếu quá tải, và đặc điểm này cũng tương tự với các loại tụ khác.
Cấu trúc và tính chất của tụ điện film
Tụ điện film được làm bằng một màng điện môi mỏng có hoặc không có mạ kim loại ở một bên. Lớp film rất mỏng, chỉ dày dưới 1 µm. Sau khi film được vẽ đạt độ dày mong muốn, nó được cắt thành dải ruy băng. Độ rộng của ruy băng phụ thuộc vào công suất của tụ điện. Hai dải ruy băng được cuộn lại với nhau thành một cuộn, thường có hình bầu dục để vừa với vỏ hình chữ nhật. Điều này rất quan trọng vì các linh kiện điện tử hình chữ nhật sẽ giúp tiết kiệm không gian trên bảng mạch in. Các điện cực được thêm vào bằng cách kết nối từng điện cực với một trong các màng. Một điện áp được áp vào để đốt cháy bất kỳ khiếm khuyết nào của tụ bằng cách sử dụng tính chất tự phục hồi của tụ điện film. Phần vỏ được niêm phong bằng dầu silicon để bảo vệ cuộn film khỏi ẩm ướt và được nhúng vào nhựa để hàn kín bên trong.
Tụ điện film thông thường có giá trị điện dung từ dưới 1 nF đến 30 µF. Loại tụ này có thể có điện áp thấp lên đến 50V hoặc cao lên đến trên 2kV. Tụ điện film có thể được sản xuất để sử dụng trong môi trường ô tô rung động cao, môi trường nhiệt độ cao và các ứng dụng công suất cao.
Ứng dụng của tụ điện film
Tụ điện film được sử dụng trong các thiết bị điện tử công suất, bộ dịch pha, đèn flash tia X và laser xung. Các biến thể công suất thấp của tụ này được sử dụng như tụ tách rời, bộ lọc và trong bộ chuyển đổi A / D. Các ứng dụng đáng chú ý khác bao gồm tụ an toàn, tụ triệt nhiễu điện từ, chấn lưu ánh sáng huỳnh quang và tụ điện snubber.
Chấn lưu ánh sáng được sử dụng để khởi động và vận hành đèn huỳnh quang. Khi chấn lưu bị lỗi, đèn sẽ nhấp nháy hoặc không khởi động. Chấn lưu truyền thống chỉ sử dụng một cuộn cảm, vì vậy hệ số công suất thấp. Do đó, loại mới này sử dụng nguồn điện chuyển đổi dựa trên tụ điện film để điều chỉnh hệ số công suất.
Tụ điện snubber là thiết bị bảo vệ để tăng vọt điện áp khởi động cảm ứng. Các mạch này thường sử dụng tụ điện film vì độ tự cảm thấp, dòng điện cực đại cao và ESR thấp – tất cả đều là yếu tố quan trọng trong thiết kế snubber. Tụ điện màng polypropylen thường được sử dụng trong loại mạch này. Snubbers được sử dụng trong nhiều lĩnh vực điện tử, đặc biệt là điện tử công suất trong các thiết bị như bộ chuyển đổi DC-DC flyback và các thiết bị khác.
Tụ điện film cũng có thể được sử dụng như tụ điện làm mịn điện áp, trong bộ lọc âm thanh chéo và lưu trữ năng lượng để phóng điện trong xung dòng cao khi cần thiết. Các xung điện cao được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các xung laser hoặc phóng điện.
Nếu bạn đang cần linh kiện điện tử, phụ kiện điện tử hoặc các loại mạch điện tử, hãy xem các sản phẩm tại Điện Tử Tương Lai.
