Комбинированные конденсаторы

Комбинированные конденсаторы выпускают низковольтными и высоковольтными. При создании высоковольтных конденсаторов часто используют комбинированный диэлектрик, состоящий из слоев различных диэлектрических материалов (например, пленки, бумаги, слоя лака) и слоя жидкого диэлектрика (конденсаторная бумага, пропитанная специальным раствором). Такие конденсаторы элек­трически прочнее бумажных, имеют более высокое сопротивление диэлектрика и стабильность емкости во время эксплуатации. Кроме того, комбинированные конденсаторы с успехом применяют в им­пульсных цепях (цепях быстрого заряд-разряда) при минимально возможном искажении импульсов, благодаря малой внутренней ин­дуктивности, относительно высокой емкости и способности пропус­кать большие токи за короткий интервал времени.

Наибольшее применение в конструкциях РЭС имеют низко­вольтные комбинированные конденсаторы типов К75-10; К75-12; К75-17; К75-18; К75-37; К75-24; К75-27; К75-31; К75-37; К75-38; К75-41; К75-42; К75-43; К75-44; К75-52; К75-57; К75-59;К75П-4, предназначен­ные для подавления импульсных помех. Они оформляются в метал­лическом или пластмассовом корпусе, имеют диапазон номинальных емкостей от 470 пФ до 6,8 мкФ при напряжениях 63...1600 В. Диапа­зон рабочих температур ; диэлектриче­ские потери.

БУМАЖНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ

Это один из самых старых типов конденсаторов, но, тем не менее, все еще достаточно часто используется как имеющий низкую стоимость. Чаще всего применяются малогабаритные низкочастотные бумажные конденсаторы типов БМ-2; БМТ-2 и типов МБМ, МБГО с металлизированными обкладками и удовлетворительной стабильностью характеристик в период эксплуатации.

Диапазон номинальных емкостей 470 пФ...1О мкФ с допусками ± 5%, ± 10%, ± 20%; рабочие напряжения 200...1000 В; диапазон до­пустимых температур - 60…+70°С (+100°С для БМТ-2); диэлектриче­ские потери 1/°С. Высоковольтные бумажные и металлобумажные конденсаторы типов К41-1; КБГ предназначены для работы в цепях постоянного тока, а конденсаторы МБГВ, К42И-1; К41И-7; К42-12 - в импульсных цепях.

ОКСИДНЫЕ (ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ) КОНДЕНСАТОРЫ

Оксидные конденсаторы {прежнее название «электролитиче­ские») предназначены для использования в выпрямителях, сглажи­вающих фильтрах и в других электрических цепях, где необходима значительная емкость конденсатора. Высокая удельная емкость та­ких конденсаторов обусловлена тонкой окисной пленкой, образован­ной на металле электродов. В конструкции наиболее массовых алю­миниевых конденсаторов применяется диэлектрическая пленка ок­сида алюминия Аl₂O₃ с относительной диэлектрической проницае­мостью около 10. Схемы, поясняющие устройство оксидных конден­саторов, изображены на рис. 28.

Рис. 28. Схемы устройства оксидных конденсаторов:

а - жидкостного; б - сухого; в - сухого неполярного;

г – оксидно-полупроводникового;д - оксидно-металлического. Обозначения: 1 - металлическая обкладка; 2 - оксидный слой; 3 - жидкий электролит; 4 - катодная фольга; 5 - вязкий электролит в волокнистой или пористой прокладке; 6 - слой полупроводника; 7 - слой графита; 8 - слой металла, нанесенный напылением; 9 - слой металла, нанесенный испарением

Анодную обкладку 1 алюминиевого оксидного конденсатора (см. рис. 28) изготавливают из гладкой алюминиевой фольги или специ­ально подготовленной травленой алюминиевой фольги, у которой поверхность обработана веществами, растворяющими алюминий. Травленая фольга имеет в 3-4 раза большую площадь поверхности, чем гладкая, что обеспечивает повышение удельной емкости конден­сатора. Однако за счет глубокого травления снижается морозостой­кость конденсаторов (эксплуатация при температуре не ниже -40°С).

Оксидный слой 2 в оксидных конденсаторах имеет относи­тельно толстую аморфную или мелкокристаллическую структуру, под которую наносят более плотный тонкий слой оксида. Значитель­ная пористость толстых слоев оксида позволяет интенсивно пропи­тывать его электролитом и служить своеобразной прокладкой 5 кон­денсатора. Гладкая фольга 4 обеспечивает электрический контакт с электролитом по всей поверхности прокладки, что снижает элек­трическое сопротивление этой обкладки конденсатора. При замене неоксидированной фольги оксидированной получается неполярный оксидный конденсатор (рис. 28, в).

Анодная обкладка, как и слой оксида, полярного оксидного конденсатора при его работе в электрической цепи должна нахо­диться под положительным потенциалом. При отрицательном по­тенциале проводимость оксида, в силу его полупроводящих свойств, резко возрастает и может вызвать протекание через конденсатор значительного тока, приводящий к разогреву и разрушению конден­сатора. Именно свойства оксидного слоя делают конденсатор этого типа полярным, допускающим работу только на постоянном или пульсирующем токе.

Рис. 29. Оксидные конденсаторы типов К50-20; К52-8; К53-14; К53-30

Внешний вид некоторых ок­сидных конденсаторов представлен на рис. 29.

Свойства оксидного слоя алюминиевых конденсаторов не позволяют получить их рабочее напряжение более 600 В, а танта­ловых - более 175 В. При мини­мальной толщине алюминоксида в 10 мкм рабочее напряжение кон­денсатора составляет 3 В.

Для изготовления анодной фольги применяется особо чистый алюминий, поскольку наличие примесей приводит к интенсивной коррозии обкладки и отказу конденсатора.

Алюминиевые оксидные конденсаторы общего назначения имеют диапазон номинальных емкостей от 0,1 мкФ (К50-40) до 200 000 мкФ (К50-18) с допусками +80…-20% при напряжениях 6 В (К50-6) ... 450 В (К50-7); пределы изменения рабочей температуры от -10...+40°С (К50И-8) до -60...+155°С (К50-48); температурный коэффициент не нормируется. К неполярным алюминиевым оксидным конденсаторам относятся - К50-45; К50-52; к оксидно-полупроводниковым - К53-40; К53-42; к жидким - электролитические конденсаторы типов К50-32; К50-33.

Кроме алюминиевых существуют конденсаторы с оксидными слоями тантала (диэлектрическая проницаемость Та₂О₅ составляет около 27) и ниобия (диэлектрическая проницаемость Nb₂O₅ на уров­не 40).

Танталовые оксидные конденсаторы общего назначения име­ют диапазон номинальных емкостей от 0,68 мкФ (К53-34) до 1500 мкФ (К53-29) с допусками ±10%; ± 20%; ± 30% при напряжениях 1,6 В (К53-16)...50 В (К53-16); пределы изменения температуры -6О...+85°С; температурный коэффициент не нормируется. К объем­но-пористым относятся танталовые оксидные конденсаторы К52-1; К52-5; к оксидно-полупроводниковым - К53-7; К53-15; К53-16; К53-18; К53-22; К53-25; К53-28...30; К53-32; К53-34...38.

Ниобиевые оксидные конденсаторы общего назначения имеют диапазон номинальных емкостей от 0,68 мкФ (К53-27) до 100 мкФ (К53-21) с допусками ± 20%; ± 30% при напряжениях 3,2 В (К53-19)... 50 В (К53-4А); пределы изменения температуры -60...+85°С; температурный коэффициент не нормируется. К оксидно-полупро­водниковым относятся следующие ниобиевые оксидные конденса­торы: К53-4А; К53-19; К53-21; К53-27; К53-31.