薄膜電容為什么可以自愈？薄膜電容自我修復(fù)的原理介紹

薄膜電容自愈是指在外界條件下，發(fā)生電容器介質(zhì)擊穿后自行修復(fù)，使電容器恢復(fù)正常工作狀態(tài)的現(xiàn)象。薄膜電容自愈的原理是基于電容器介質(zhì)擊穿時(shí)在斷電的情況下，電容器的內(nèi)部能量會(huì)引起介質(zhì)分解、氧化或蒸發(fā)等過(guò)程，進(jìn)而產(chǎn)生可吸附出來(lái)的游離電子或離子。這些游離電荷會(huì)在介質(zhì)的表面或周圍形成電荷云，有助于在電場(chǎng)的作用下逐漸減弱電壓梯度，從而將電容器的絕緣狀態(tài)逐漸恢復(fù)。

薄膜電容自愈的原理具體可以分為以下幾個(gè)方面：

一、自動(dòng)降低電場(chǎng)強(qiáng)度

當(dāng)薄膜電容器介質(zhì)受到超過(guò)它所能承受的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，介質(zhì)內(nèi)部會(huì)發(fā)生擊穿，使得電荷在介質(zhì)的斷點(diǎn)上聚集。這就會(huì)導(dǎo)致電荷密度較高的區(qū)域產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，而在這個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生大量的電子和空穴。這些電子和空穴會(huì)使介質(zhì)分解成一些氣體或離子，并且產(chǎn)生熱量，最終使介質(zhì)在其周邊形成一層較厚的絕緣皮。

這層絕緣皮會(huì)自動(dòng)降低電場(chǎng)的強(qiáng)度，從而進(jìn)一步阻止電流的流動(dòng)。同時(shí)，在介質(zhì)的表面或周圍形成的電荷云也會(huì)逐漸減弱電場(chǎng)強(qiáng)度。這樣，電容器的絕緣狀態(tài)就可以自動(dòng)恢復(fù)。

二、自動(dòng)割除故障電路

當(dāng)電容器介質(zhì)擊穿時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的電弧放電過(guò)程，這個(gè)電弧放電過(guò)程會(huì)導(dǎo)致電容器的極間電壓降為零，重新開(kāi)始充電。如果電容器的選用與電路的設(shè)計(jì)不當(dāng)，這個(gè)時(shí)候極間電容反應(yīng)會(huì)比等效串聯(lián)電感更快，也就是說(shuō)，在電弧放電過(guò)程中，電容器會(huì)先將電壓充回去，再去反應(yīng)電流。這樣，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高瞬態(tài)電流，容易燒壞電路或電源。為了不影響電路的正常工作，電容器的內(nèi)部要預(yù)先設(shè)計(jì)一個(gè)保險(xiǎn)電路，當(dāng)發(fā)生電弧放電時(shí)，這個(gè)保險(xiǎn)電路會(huì)自動(dòng)地割除故障電路，保護(hù)電路的正常工作。

三、自動(dòng)恢復(fù)介質(zhì)絕緣

當(dāng)電容器介質(zhì)擊穿時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的高能電場(chǎng)，這個(gè)高能電場(chǎng)可以撕裂介質(zhì)內(nèi)部的一些分子鍵，使其分子受到擾動(dòng)，產(chǎn)生離子、自由電子和自由介質(zhì)分子等。在電弧放電的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，介質(zhì)在這個(gè)過(guò)程中會(huì)失去部分分子鏈，從而導(dǎo)致介質(zhì)的絕緣性能下降。

但是，由于薄膜電容器的突破是斷短，也就是沖擊只是在短暫的時(shí)間和一小塊區(qū)域形成，這就意味著只有局部受損。當(dāng)瞬間放電過(guò)后，這個(gè)熱量自然會(huì)散發(fā)出去。在這個(gè)過(guò)程中，離散的離子和自由介質(zhì)分子會(huì)在電場(chǎng)作用下被吸附到周圍受到擊穿的區(qū)域上，這樣就會(huì)使熱量擴(kuò)散范圍更大，從而削減了出現(xiàn)擊穿時(shí)所造成的絕緣性能下降。這樣，在外界條件下，電容器的絕緣狀態(tài)也會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。

總之，薄膜電容的自愈特性，是由于其材料本身的特殊結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)擊穿后能夠自動(dòng)降低電場(chǎng)強(qiáng)度、自動(dòng)割除故障電路和自動(dòng)恢復(fù)內(nèi)部絕緣等特性所產(chǎn)生的。這種特性不僅能夠提高電容器的可靠性和使用壽命，還可以減少故障維修的次數(shù)和成本。