หน้าที่หลักและการประยุกต์ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ฉัน. ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม มีบทบาทสำคัญในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับดังต่อไปนี้:

1. ข้อต่อ/การปิดกั้น DC:

การใช้คุณลักษณะ "อนุญาตให้มีกระแสสลับและปิดกั้นกระแสตรง" จะส่งสัญญาณจากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่งในขณะที่บล็อกแรงดันไบอัส DC ระหว่างสองขั้นตอน มักใช้ในวงจรเสียงและความถี่วิทยุ

2. การกรอง (เกี่ยวข้องโดยตรงกับปฏิกิริยารีแอกแตนซ์):

การกรองแหล่งจ่ายไฟ: เมื่อใช้ร่วมกับตัวเหนี่ยวนำหรือตัวต้านทาน จะสร้างเครือข่ายตัวกรอง RC หรือ LC เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนระลอกคลื่นในไฟ AC (เช่น DC แบบพัลซิ่งแบบเรียงกระแส) ลงกราวด์ ส่งผลให้เอาต์พุตเป็นไฟ DC แบบเรียบ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม PP มักใช้ในการใช้งานดังกล่าว เนื่องจากมีการสูญเสียและความเสถียรต่ำ

การลดเสียงรบกวน/บายพาส : สัญญาณรบกวนความถี่สูงลัดวงจร (ที่มีความถี่สูงมาก f ดังนั้น Xc จึงมีขนาดเล็กมาก) กราวด์เพื่อป้องกันไม่ให้รบกวนวงจรที่มีความละเอียดอ่อน โดยทั่วไปจะใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มความจุขนาดเล็ก

3. การแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) :

ในโหลดอุปนัย เช่น มอเตอร์และระบบไฟ กระแสไฟฟ้าจะล่าช้ากว่าแรงดันไฟฟ้า ส่งผลให้ตัวประกอบกำลังต่ำ ด้วยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบฟิล์มแบบขนาน (สร้างกระแสประจุไฟฟ้าชั้นนำ) กระแสเหนี่ยวนำที่ล้าหลังสามารถชดเชยได้ โดยปรับกระแสรวมให้สอดคล้องกับเฟสแรงดันและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน นี่คือการใช้งานที่สำคัญของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับอุตสาหกรรม

4. การเลือกเสียงสะท้อนและความถี่:

เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานกับตัวเหนี่ยวนำ โดยจะใช้คุณลักษณะของ Xc ที่แปรผันตามความถี่เพื่อให้ได้เสียงสะท้อนที่ความถี่เฉพาะ fr ( Xc = XL ) ใช้ในการสร้างออสซิลเลเตอร์ วงจรปรับจูน ฟิลเตอร์ ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ในวงจรเลือกสถานีของวิทยุ

5. การทำงานของมอเตอร์และการสตาร์ท:

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวต้องใช้ตัวเก็บประจุเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนเฟส ดังนั้นจึงสร้างสนามแม่เหล็กหมุนที่ช่วยให้มอเตอร์สตาร์ทและทำงานได้ ตัวเก็บประจุเหล่านี้จำเป็นต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่สูง และตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม (โดยเฉพาะโพลีโพรพีลีนที่เคลือบด้วยโลหะ MKP) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าทนสูง การสูญเสียต่ำ และมีคุณสมบัติซ่อมแซมตัวเองได้

ครั้งที่สอง เหตุใดวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจึงชอบตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง

เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มมีข้อได้เปรียบเฉพาะในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ:

ไม่มีขั้ว : สามารถใช้โดยตรงในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับบริสุทธิ์

การสูญเสียต่ำ (ค่า Q สูง): แทนเจนต์การสูญเสียอิเล็กทริกมีขนาดเล็ก ส่งผลให้เกิดความร้อนน้อยลงและมีประสิทธิภาพสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานความถี่สูงและกำลังสูง

ความต้านทานไฟฟ้าแรงสูงและความน่าเชื่อถือ: สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่สูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน

การรักษาด้วยตนเอง : เมื่อฟิล์มเคลือบโลหะแตกตัวเฉพาะที่ ชั้นโลหะรอบๆ จุดพังทลายจะระเหยทันที แยกจุดความผิดปกติออกและปล่อยให้ตัวเก็บประจุกลับสู่การทำงานตามปกติ ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือได้อย่างมาก

ความเสถียรของความจุ: ค่าความจุจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิและความถี่เปลี่ยนแปลง

สรุป

หลักการทำงานของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับสามารถสรุปได้ดังนี้
ด้วยการใช้ไดอิเล็กตริกฟิล์มบางที่เป็นฉนวน อุปกรณ์เหล่านี้จะได้รับการชาร์จและการคายประจุเป็นระยะภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นจึงแสดงลักษณะของกระแสไฟ AC ที่ "ผ่าน" ในวงจร ความต้านทาน (ปฏิกิริยารีแอกแตนซ์แบบคาปาซิทีฟ) จะแตกต่างกันไปตามความถี่และค่าความจุ ตามหลักการนี้ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบรรลุหน้าที่หลักๆ เช่น การเชื่อมต่อ การกรอง การชดเชย และเสียงสะท้อน กลายเป็นส่วนประกอบเฉื่อยที่ขาดไม่ได้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่