薄膜電容的工作原理是什么？

電容，和電感、電阻一起，是電子學(xué)三大基本無源器件;電容的功能就是以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存電能量。在兩塊距離較近、相互平行的金屬平板上(平板之間為電介質(zhì))加載一個(gè)直流電壓;穩(wěn)定后，與電壓正極相連的金屬平板將呈現(xiàn)一定量的正電荷，而與電壓負(fù)極相連的金屬平板將呈現(xiàn)相等量的負(fù)電荷;這樣，兩個(gè)金屬平板之間就會(huì)形成一個(gè)靜電場(chǎng)，所以電容是以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存電能量，儲(chǔ)存的電荷量為Q。

      薄膜電容器是以金屬箔當(dāng)電極，以聚丙烯、聚乙酯等塑料薄膜為電解質(zhì)的電容器，其耐壓高，溫度范圍寬，使用時(shí)限長，自愈性好，頻率特性好等優(yōu)勢(shì)，相比其他電容器性能穩(wěn)定，可靠性高，適用于高電壓、大電流場(chǎng)景。薄膜電容器廣泛應(yīng)用于家電、通訊、電網(wǎng)、軌道交通、工業(yè)控制、照明和新能源(光伏、風(fēng)能、汽車)等多個(gè)行業(yè)，薄膜電容器憑借自身優(yōu)勢(shì)立足于此。

      薄膜電容是通過將兩片帶有金屬電極的塑料膜卷繞成一個(gè)圓柱形，最后封裝成型;由于其介質(zhì)通常是塑料材料，也稱為塑料薄膜電容;金屬箔薄膜電容，直接在塑料膜上加一層薄金屬箔，通常是鋁箔，作為電極;這種工藝較為簡單，電極方便引出，可以應(yīng)用于大電流場(chǎng)合。金屬化薄膜電容，通過真空沉積(Vacuum Deposited)工藝直接在塑料膜的表面形成一個(gè)很薄的金屬表面，作為電極;由于電極厚度很薄，可以繞制成更大容量的電容;但由于電極厚度薄，只適用于小電流場(chǎng)合。

      金屬化薄膜電容就是具有自我修復(fù)的功能，即假如電容內(nèi)部有擊穿損壞點(diǎn)，會(huì)在損壞處產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，氣化金屬在損壞處將形成一個(gè)氣化集合面，短路消失，損壞點(diǎn)被修復(fù);因此，金屬化薄膜電容可靠性非常高，不存在短路失效。

      薄膜電容有兩種卷繞方法：有感繞法在卷繞前，引線就已經(jīng)和內(nèi)部電極連在一起;無感繞法在繞制后，會(huì)采用鍍金等工藝，將兩個(gè)端面的內(nèi)部電極連成一個(gè)面，這樣可以獲得較小的ESL，應(yīng)該高頻性能較高;此外，還有一種疊層型的無感電容，結(jié)構(gòu)與MLCC類似，性能較好，便于做成SMD封裝。

      薄膜電容器作用和所有電容器的作用一樣，就是起容納電荷的作用。但是相比其他一般電容器來說薄膜電容器由于具有很多優(yōu)良的特性，因此是一種性能優(yōu)秀的電容器。它的主要特性如下：無極性，絕緣阻抗很高，頻率特性優(yōu)異(頻率響應(yīng)寬廣)，而且介質(zhì)損失很小。其中金屬化薄膜這種型態(tài)的電容器，它具有一種所謂的自我復(fù)原作用(Self Healing AcTIon)，即假設(shè)電極的微小部分因?yàn)殡娊缳|(zhì)脆弱而引起短路時(shí)，引起短路部分周圍的電極金屬，會(huì)因當(dāng)時(shí)電容器所帶的靜電能量或短路電流，而引發(fā)更大面積的溶 融和蒸發(fā)而恢復(fù)絕緣，使電容器再度恢復(fù)電容器的作用。也就是說能瞬間自愈。

      薄膜電容器的發(fā)展方向是低成本，小型化，片式化，超高壓，大功率，高精密，高可靠。隨著新材料、新工藝技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)，薄膜電容器將產(chǎn)生重大變革。隨著整機(jī)設(shè)備的發(fā)展，對(duì)薄膜電容器的應(yīng)用薄膜電容具有壽命長、耐壓高、頻率響應(yīng)廣、溫度特性好等特點(diǎn)，能承受反壓、無酸污染并且可長時(shí)間存貯。主要用于整流器、逆變器、變頻器等變流電路領(lǐng)域，在新能源領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，包括新能源車、太陽能、風(fēng)電、充電樁等新型電力設(shè)備領(lǐng)域，目前國內(nèi)薄膜電容市場(chǎng)規(guī)模為100億元，隨著新能源需求的持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)未來幾年我國薄膜電容市場(chǎng)再次進(jìn)入高速增長期，未來三年有望產(chǎn)生200億元以上的增量市場(chǎng)規(guī)模，市場(chǎng)總體規(guī)模大幅增長。