Principales fonctions et applications des condensateurs à couches minces dans les circuits alternatifs

Je. Condensateurs à film jouent les rôles clés suivants dans les circuits AC :

1. Couplage/blocage DC :

Utilisant sa caractéristique « d'autoriser le courant alternatif et de bloquer le courant continu », il transmet les signaux d'un étage du circuit à l'autre tout en bloquant la tension de polarisation CC entre les deux étages. Il est couramment utilisé dans les circuits audio et radiofréquence.

2. Filtrage (directement lié à la réactance capacitive) :

Filtrage de l'alimentation : Combiné avec des inductances ou des résistances, il forme un réseau de filtres RC ou LC pour contourner le bruit d'ondulation de l'alimentation CA (comme le courant continu pulsé redressé) vers la terre, produisant ainsi une puissance CC douce. Les condensateurs à film PP sont couramment utilisés dans de telles applications en raison de leurs faibles pertes et de leur stabilité.

Suppression du bruit/bypass : Court-circuitez le bruit d'interférence haute fréquence (avec une très haute fréquence f, donc Xc est très faible) à la masse pour éviter qu'il n'interfère avec les circuits sensibles. Des condensateurs à film de petite capacité sont couramment utilisés.

3. Correction du facteur de puissance (PFC) :

Dans les charges inductives telles que les moteurs et l’éclairage, le courant est en retard par rapport à la tension, ce qui entraîne un faible facteur de puissance. En connectant un condensateur à film en parallèle (générant un courant capacitif avancé), le courant inductif en retard peut être compensé, alignant le courant total sur la phase de tension et améliorant l'efficacité énergétique. Il s'agit d'une application importante des condensateurs à film dans les circuits alternatifs industriels.

4. Sélection de résonance et de fréquence :

Connecté en série ou en parallèle avec un inducteur, il utilise la caractéristique de Xc variant avec la fréquence pour obtenir une résonance à une fréquence spécifique fr ( Xc = XL ). Il est utilisé pour construire des oscillateurs, des circuits d'accord, des filtres, etc. Par exemple, dans le circuit de sélection de station d'une radio.

5. Fonctionnement et démarrage du moteur :

Les moteurs à courant alternatif monophasés nécessitent des condensateurs pour générer un courant déphasé, établissant ainsi un champ magnétique tournant qui permet au moteur de démarrer et de fonctionner. Ces condensateurs doivent résister à une tension et à un courant alternatifs élevés, et les condensateurs à film (en particulier le polypropylène métallisé MKP) sont largement utilisés en raison de leur tension de tenue élevée, de leurs faibles pertes et de leurs propriétés d'auto-guérison.

II. Pourquoi les circuits AC préfèrent-ils les condensateurs à couches minces ?

Par rapport aux condensateurs électrolytiques, les condensateurs à film présentent des avantages uniques dans les circuits alternatifs :

Non polaire : Peut être directement utilisé dans des circuits AC purs.

Faible perte (valeur Q élevée) : La tangente de perte diélectrique est petite, ce qui entraîne moins de génération de chaleur et un rendement élevé, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications haute fréquence et haute puissance.

Résistance et fiabilité haute tension : Il peut résister à des pics de tension alternative élevés et a une longue durée de vie.

Auto-guérison : Lorsque le film métallisé se brise localement, la couche métallique autour du point de claquage s'évapore instantanément, isolant le point de défaut et permettant au condensateur de revenir à un fonctionnement normal, améliorant ainsi considérablement la fiabilité.

Stabilité de capacité : La valeur de la capacité change peu lorsque la température et la fréquence changent.

Résumer

Le principe de fonctionnement des condensateurs à film dans les circuits alternatifs peut être résumé comme suit :
Utilisant un diélectrique à couche mince isolante, ils subissent une charge et une décharge périodiques sous l'influence d'un champ électrique alternatif, présentant ainsi la caractéristique de « faire passer » le courant alternatif dans le circuit. Leur impédance (réactance capacitive) varie en fonction de la fréquence et de la valeur de la capacité. Basés sur ce principe, les condensateurs à film remplissent des fonctions clés telles que le couplage, le filtrage, la compensation et la résonance, devenant ainsi des composants passifs indispensables dans les circuits électroniques de courant alternatif et de puissance modernes.