Prasknutie vysokonapäťových keramických kondenzátorov možno vo všeobecnosti rozdeliť do troch kategórií. Pri používaní týchto kondenzátorov môže dochádzať k prasknutiu, čo často láme hlavu mnohým odborníkom. Tieto kondenzátory boli počas nákupu testované na napätie, rozptylový faktor, čiastočný výboj a izolačný odpor a všetky testy prešli. Po šiestich mesiacoch alebo roku používania sa však zistilo, že niektoré vysokonapäťové keramické kondenzátory praskli. Sú tieto zlomy spôsobené samotnými kondenzátormi alebo vonkajšími faktormi prostredia?
Vo všeobecnosti možno praskanie vysokonapäťových keramických kondenzátorov pripísať nasledovnému tri moznosti:
Prvá možnosť je tepelný rozklad. Keď sú kondenzátory vystavené okamžitým alebo dlhodobým vysokofrekvenčným a vysokoprúdovým pracovným podmienkam, keramické kondenzátory môžu generovať teplo. Aj keď je rýchlosť tvorby tepla pomalá, teplota rýchlo stúpa, čo vedie k tepelnému rozkladu pri vysokých teplotách.
Druhá možnosť je chemická degradácia. Medzi vnútornými molekulami keramických kondenzátorov sú medzery a počas výrobného procesu kondenzátora sa môžu vyskytnúť defekty, ako sú praskliny a dutiny (potenciálne riziká pri výrobe menej kvalitných produktov). Z dlhodobého hľadiska môžu niektoré chemické reakcie vytvárať plyny, ako je ozón a oxid uhličitý. Keď sa tieto plyny nahromadia, môžu ovplyvniť vonkajšiu zapuzdrenú vrstvu a vytvárať medzery, čo vedie k prasklinám.
Tretia možnosť je rozpad iónov. Vysokonapäťové keramické kondenzátory sa spoliehajú na ióny, ktoré sa aktívne pohybujú pod vplyvom elektrického poľa. Keď sú ióny vystavené predĺženému elektrickému poľu, ich pohyblivosť sa zvyšuje. V prípade nadmerného prúdu môže dôjsť k poškodeniu izolačnej vrstvy, čo vedie k poruche.
Zvyčajne sa tieto poruchy vyskytujú približne po šiestich mesiacoch alebo dokonca po roku. Výrobky od výrobcov s nízkou kvalitou však môžu zlyhať už po troch mesiacoch. Inými slovami, životnosť týchto vysokonapäťových keramických kondenzátorov je len tri mesiace až jeden rok! Preto tento typ kondenzátora vo všeobecnosti nie je vhodný pre kritické zariadenia, ako sú inteligentné siete a vysokonapäťové generátory. Zákazníci inteligentných sietí zvyčajne vyžadujú, aby kondenzátory vydržali 20 rokov.
Na predĺženie životnosti kondenzátorov je možné zvážiť nasledujúce návrhy:
1)Vymeňte dielektrický materiál kondenzátoras. Napríklad obvody pôvodne používajúce X5R, Y5T, Y5P a inú keramiku triedy II možno nahradiť keramikou triedy I, ako je N4700. N4700 má však menšiu dielektrickú konštantu, takže kondenzátory vyrobené s N4700 budú mať väčšie rozmery pre rovnaké napätie a kapacitu. Keramika triedy I má vo všeobecnosti hodnoty izolačného odporu viac ako desaťkrát vyššie ako keramika triedy II, čo poskytuje oveľa silnejšiu izolačnú schopnosť.
2)Vyberte si výrobcov kondenzátorov s lepšími vnútornými procesmi zvárania. Ide o rovinnosť a bezchybnosť keramických dosiek, hrúbku postriebrenia, plnosť okrajov keramických dosiek, kvalitu spájkovania vodičov alebo kovových koncoviek a úroveň zapuzdrenia epoxidovým povlakom. Tieto detaily súvisia s vnútornou štruktúrou a kvalitou vzhľadu kondenzátorov. Kondenzátory s lepšou kvalitou vzhľadu majú zvyčajne lepšiu vnútornú výrobu.
Namiesto jedného kondenzátora použite dva paralelné kondenzátory. To umožňuje, aby sa napätie pôvodne prenášané jediným kondenzátorom rozdelilo medzi dva kondenzátory, čím sa zlepší celková životnosť kondenzátorov. Táto metóda však zvyšuje náklady a vyžaduje viac miesta na inštaláciu dvoch kondenzátorov.
3) Pre extrémne vysokonapäťové kondenzátory, ako napríklad 50 kV, 60 kV alebo dokonca 100 kV, tradičná integrovaná štruktúra s jednou keramickou doskou môže byť nahradená sériovou alebo paralelnou štruktúrou dvojvrstvových keramických dosiek. Toto využíva dvojvrstvové keramické kondenzátory na zvýšenie odolnosti voči napätiu. To poskytuje dostatočne vysokú napäťovú rezervu a čím väčšia je napäťová rezerva, tým dlhšia je predvídateľná životnosť kondenzátorov. V súčasnosti iba spoločnosť HVC dokáže dosiahnuť vnútornú štruktúru vysokonapäťových keramických kondenzátorov pomocou dvojvrstvových keramických dosiek. Táto metóda je však nákladná a má veľkú náročnosť výrobného procesu. Konkrétne podrobnosti získate od obchodného a inžinierskeho tímu spoločnosti HVC.
