Pęknięcia kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia można ogólnie podzielić na trzy kategorie. Podczas użytkowania tych kondensatorów mogą wystąpić pęknięcia, co często zastanawia wielu ekspertów. Kondensatory te zostały podczas zakupu przetestowane pod kątem napięcia, współczynnika rozproszenia, wyładowań niezupełnych i rezystancji izolacji i wszystkie przeszły testy. Jednak po sześciu miesiącach lub roku użytkowania stwierdzono pęknięcie niektórych kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia. Czy te pęknięcia są spowodowane samymi kondensatorami, czy czynnikami zewnętrznymi?
Ogólnie rzecz biorąc, pękanie kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia można przypisać następującym przyczynom trzy możliwości:
Pierwsza możliwość jest taka Rozkład termiczny. Gdy kondensatory są poddawane chwilowym lub długotrwałym warunkom pracy przy wysokiej częstotliwości i wysokim natężeniu prądu, kondensatory ceramiczne mogą generować ciepło. Chociaż tempo wytwarzania ciepła jest powolne, temperatura szybko rośnie, co prowadzi do rozkładu termicznego w wysokich temperaturach.
Druga możliwość to degradacja chemiczna. Pomiędzy wewnętrznymi cząsteczkami kondensatorów ceramicznych występują luki, a podczas procesu produkcji kondensatorów mogą pojawić się defekty, takie jak pęknięcia i puste przestrzenie (potencjalne zagrożenia przy produkcji gorszych produktów). Na dłuższą metę w wyniku niektórych reakcji chemicznych mogą powstawać gazy, takie jak ozon i dwutlenek węgla. Kiedy te gazy się gromadzą, mogą oddziaływać na zewnętrzną warstwę kapsułkującą i tworzyć szczeliny, powodując pęknięcia.
Trzecia możliwość to rozkład jonów. Kondensatory ceramiczne wysokiego napięcia opierają się na jonach aktywnie poruszających się pod wpływem pola elektrycznego. Kiedy jony poddane są działaniu długotrwałego pola elektrycznego, ich ruchliwość wzrasta. W przypadku nadmiernego prądu może dojść do uszkodzenia warstwy izolacyjnej, co może doprowadzić do awarii.
Zwykle awarie te pojawiają się po około sześciu miesiącach lub nawet roku. Jednak produkty producentów o złej jakości mogą zawieść już po trzech miesiącach. Innymi słowy, żywotność tych kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia wynosi tylko od trzech miesięcy do jednego roku! Dlatego ten typ kondensatorów zasadniczo nie nadaje się do urządzeń o krytycznym znaczeniu, takich jak inteligentne sieci i generatory wysokiego napięcia. Klienci inteligentnych sieci zwykle wymagają kondensatorów, które wytrzymają 20 lat.
Aby przedłużyć żywotność kondensatorów, można rozważyć następujące sugestie:
1)Wymień materiał dielektryczny kondensatoraS. Na przykład obwody pierwotnie wykorzystujące ceramikę X5R, Y5T, Y5P i inną ceramikę klasy II można zastąpić ceramiką klasy I, taką jak N4700. Jednakże N4700 ma mniejszą stałą dielektryczną, więc kondensatory wykonane z N4700 będą miały większe wymiary przy tym samym napięciu i pojemności. Ceramika klasy I ma na ogół wartości rezystancji izolacji ponad dziesięciokrotnie wyższe niż ceramika klasy II, zapewniając znacznie większą zdolność izolacyjną.
2)Wybierz producentów kondensatorów z lepszymi procesami spawania wewnętrznego. Dotyczy to płaskości i nieskazitelności płytek ceramicznych, grubości srebrzenia, pełności krawędzi płytek ceramicznych, jakości lutowania przewodów lub metalowych końcówek oraz poziomu hermetyzacji powłoki epoksydowej. Szczegóły te są związane z wewnętrzną strukturą i jakością wyglądu kondensatorów. Kondensatory o lepszej jakości wyglądu mają zwykle lepszą produkcję wewnętrzną.
Zamiast jednego kondensatora użyj dwóch kondensatorów równolegle. Umożliwia to rozłożenie napięcia pierwotnie przenoszonego przez pojedynczy kondensator na dwa kondensatory, co poprawia ogólną trwałość kondensatorów. Jednak ta metoda zwiększa koszty i wymaga więcej miejsca na zainstalowanie dwóch kondensatorów.
3) W przypadku kondensatorów o bardzo wysokim napięciu, takich jak 50 kV, 60 kV, a nawet 100 kV, tradycyjną zintegrowaną strukturę z pojedynczą płytą ceramiczną można zastąpić dwuwarstwową serią płytek ceramicznych lub strukturą równoległą. Wykorzystuje dwuwarstwowe kondensatory ceramiczne w celu zwiększenia wytrzymałości napięciowej. Zapewnia to wystarczająco wysoki margines napięcia, a im większy margines napięcia, tym dłuższa przewidywalna żywotność kondensatorów. Obecnie tylko firma HVC jest w stanie uzyskać wewnętrzną strukturę kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia przy użyciu dwuwarstwowych płytek ceramicznych. Jednakże metoda ta jest kosztowna i wiąże się z dużymi trudnościami w procesie produkcyjnym. Aby uzyskać szczegółowe informacje, należy skonsultować się z zespołem sprzedaży i inżynierii firmy HVC.
