Condensateurs à film

Condensateurs à film – Présentation

Les condensateurs à film sont des composants électroniques très courants. Aussi appelés condensateurs à couche mince, ils se différencient des autres condensateurs par un matériau diélectrique fabriqué dans un film plastique. Ce film en plastique est connecté aux électrodes du dispositif. Le composant peut avoir la forme d'un cylindre, d'un carré plat ou toute autre forme répondant aux besoins des fabricants et des applications.

Différentes options de conception et de matériaux permettent aux condensateurs à film de fonctionner à différents niveaux de puissance, et dans certains cas leurs donnant des propriétés uniques et en particulier une extrême durabilité.

Ces condensateurs sont disponibles dans une gamme très étendue de tailles. Les plus grands modèles sont appelés condensateurs de puissance et sont conçus pour des applications à haute tension. En outre, même les plus petits composants peuvent être spécifiés pour tolérer des applications extrêmement exigeantes. Certains sont capables de supporter des fréquences continues pendant de très longues durées sans détérioration de leurs propriétés. D'autres modèles peuvent fonctionner à de très hautes températures, répondant parfaitement aux applications exigeant une extrême stabilité.

Inversement, ces condensateurs sont parfois choisis lorsque la stabilité n'est pas le critère essentiel. De nombreux types de condensateurs économiques sont largement utilisés pour de telles applications.

La fabrication des condensateurs nécessite des techniques avancées, mais leur conception fondamentale est très simple.

 

Fabrication d'un condensateur à film

Il existe différents types de condensateurs à film, mais leur processus de fabrication reste remarquablement similaire.

Le matériau de base du film doit être entrelacé ou revêtu d'une couche métallique, par un processus appelé métallisation. Pendant ce processus, le métal est déposé sur le film en plastique dans une chambre à vide. Le film obtenu est enroulé pour créer un rouleau qui sera coupé à la largeur requise.

Les largeurs de matériau diélectrique ainsi obtenues sont embobinées très étroitement. D'autres traitements peuvent être appliqués à certains condensateurs avec de l'huile de silicium, par exemple. Une fois le produit terminé, les connexions sont ajoutées puis le composant est aplati et les bornes attachées.

Les condensateurs à film peuvent être fabriqués dans une multitude de designs. Ils peuvent être radiaux, axiaux ou adaptés à des applications intensives. Les modèles pour applications intensives incluent des condensateurs snubber et d'autres composants spécialement adaptés aux environnements à haute puissance.

La plupart des condensateurs à film ont un revêtement protecteur extérieur, qui inclut aussi certaines de leurs spécifications. Les composants terminés sont testés pour déterminer leurs valeurs de capacitance. Après les procédures d'assurance qualité, ils sont distribués sur le marché.

Différents films offrent différentes propriétés. Les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication des condensateurs à film incluent le polypropylène, le polystyrène, le polyester et le sulfure de polyphénylène. Différents matériaux permettent de remplacer des composants coûteux par des condensateurs à film économiques. Par exemple, des condensateurs à film sont actuellement utilisés pour remplacer des condensateurs au tantale qui font partie des composants très onéreux.

 

Condensateurs à film/ feuille et condensateurs à film métallisé

Les condensateurs à film sont classés en deux catégories. Les condensateurs à film/ feuille sont fabriqués avec deux morceaux de film en plastique, les électrodes sont intégrées en couvrant chacune des couches. Le matériau en sandwich obtenu est embobiné dans la forme requise, facile à fabriquer. Ces types de condensateurs à film sont souvent employés dans des applications à haute tension.

L'autre catégorie réunit les condensateurs à film métallisé. Dans ce cas, le processus de dépôt sous vide, mentionné précédemment, sert à créer les électrodes, qui sont donc déposées sur le film. Ces types de condensateurs à film sont remarquablement fiables, mais ne répondent pas aussi bien aux exigences des applications à haute tension. Si le composant est court-circuité, il est capable de se réparer lui-même.

Parmi ces deux catégories, les condensateurs à film métallisé offrent les plus hauts niveaux de capacitance.

 

Matériaux et polyvalence

Les divers matériaux utilisés comme composants diélectriques leur confèrent une grande polyvalence.

 

Polyester

Le polyester est le matériau le plus couramment utilisé pour ce type de condensateurs. Les condensateurs au polyester offrent un haut niveau de capacitance par rapport à leur volume unitaire. Ces condensateurs ont certains inconvénients, comme l'inductance parasitique.

Le polyester est couramment utilisé pour fabriquer des condensateurs pour circuit CC. Ces composants très stables sont souvent sélectionnés pour des applications de couplage, de dérivation et de découplage.

Les condensateurs à film en polyester sont généralement utilisés dans des applications à faible intensité.

 

Polypropylène

Les condensateurs à film en polypropylène ont une faible dissipation d'énergie et sont très bien adaptés aux fréquences hautes. Ils ont toutefois l'inconvénient d'être vulnérable à la chaleur. Les condensateurs à film en polypropylène sont utilisés dans des systèmes d'alimentation électrique et certaines applications audio. Les plus grands modèles de condensateurs utilisent du film en polypropylène.

 

Polycarbonate

Ce type de condensateur est relativement coûteux et généralement sélectionnés pour des applications très exigeantes. Ils offrent une excellente tolérance à la chaleur et fonctionnent bien dans les applications de timing. Ils sont également utilisés dans des applications de filtrage.

Les condensateurs en polycarbonate sont devenus de plus en plus rares sur le marché. Et lorsque les plus grands fabricants de condensateurs à film en polycarbonate ont cessé de les produire, ils ont été largement remplacés par des modèles au polypropylène.

 

Sulfure de polyphénylène

Les condensateurs à film en sulfure de polyphénylène sont des versions métallisées qui se caractérisent par une dépendance thermique très basse. Ces condensateurs sont aussi recherchés pour leur absorption dialectique, qui est le meilleur des matériaux courants.

Les condensateurs à film en sulfure de polyphénylène sont très utilisés dans des applications à hautes températures. Dans une large mesure, ils ont remplacé des condensateurs à film en polycarbonate, devenus de plus en plus rares, offrant un bon nombre des mêmes avantages, et sont maintenant largement répandus sur le marché.

D'autres matériaux sont utilisés pour fabriquer des films de condensateurs, chacun offrant des avantages répondant à des applications spécifiques.

 

Caractéristiques des condensateurs à film

Les caractéristiques des condensateurs à film dépendent largement du type de matériau utilisé pour fabriquer l'élément diélectrique. Ils ont néanmoins des caractéristiques générales communes.

Les condensateurs à film plastique peuvent avoir une excellente résistance diélectrique, certains modèles en polypropylène offrant jusqu'à 650 V/µm. D'autres modèles résistent à des températures extrêmes et assurant les performances attendues.

Les modèles les plus chers offrent une fiabilité satisfaisante pour les applications militaires, les applications industrielles les plus exigeantes, grâce aux propriétés de leurs matériaux. Dans le cas des condensateurs à film polypropylène, le niveau de fiabilité assuré répond aux exigences des applications de la Classe 1.

Comparés aux autres types de condensateurs, les condensateurs à film offrent divers avantages par rapport aux condensateurs électrolytiques, incluant une meilleure résistance au vieillissement. Comparés aux condensateurs électrolytiques, ils offrent de meilleures propriétés de courant d'ondulation.

Les condensateurs à film sont également réputés pour leur capacité à tolérer de forts courants de surtension. Et plus particulièrement les modèles à film/ feuille. Outre leurs propriétés de haut niveau, ils combinent de nombreuses options relativement peu coûteuses. Elles répondent aux besoins généraux de la plupart des projets, incluant les prototypes et les montages électroniques pour applications industrielles.

Les condensateurs à film se distinguent aussi par des taux de dissipation faibles. Certains modèles, le plus souvent appelés condensateurs de puissance, fonctionnent avec des tensions exceptionnellement hautes. Ils sont souvent utilisés dans les centrales électriques et d'autres applications lourdes, où leurs propriétés répondent à des exigences de très haut niveau.

Par rapport à d'autres options, les condensateurs à film présentent certains inconvénients.

Alors que certains condensateurs à film ont une excellente tolérance aux hautes températures, d'autres versions présentent un risque d'incendie en cas de surcharge. Comme les conséquences sont importantes pour la sécurité, il est essentiel de respecter rigoureusement les paramètres opérationnels maximum et minimum.

Les condensateurs à film métallisé peuvent s'autoréparer, alors que cela est impossible pour les condensateurs à film/ feuille. Lorsqu'un condensateur à film/ feuille est endommagé, un court-circuit dans le composant est permanent et rend indispensable son remplacement.

Même si les condensateurs à film peuvent être compacts, ils sont normalement un peu plus grands que d'autres condensateurs disponibles sur le marché, incluant les condensateurs électrolytiques. Néanmoins, les condensateurs à film conservent certains avantages sur ce type de condensateur. Lorsqu'un montage en surface est nécessaire, les condensateurs à film peuvent offrir un nombre d'options réduit par rapport à d'autres types.

En termes de design, les condensateurs à film ont des avantages importants, indisponibles avec d'autres options.

 

Les applications

Les condensateurs à film sont couramment utilisés comme snubbers dans des circuits électroniques. Les condensateurs à film polypropylène supportent des pointes de courant très élevées, et sont donc très utilisés comme snubbers ou amortissement. Ils sont largement utilisés dans diverses applications telles que la soudure, les équipements médicaux, incluant la radiographie et les technologies laser.

Les condensateurs au polypropylène sont aussi utilisés dans des éclairages fluorescents et des applications intégrant des moteurs électriques.

Selon les besoins, les condensateurs à film ne sont pas choisis pour leurs caractéristiques, mais parce qu'ils sont très économiques s'ils sont fabriqués dans des matériaux courants. Dans de telles applications, les condensateurs à film en polyester sont très répandus. Lorsque la stabilité n'est pas le critère primordial, ces options de condensateurs économiques peuvent considérablement réduire les coûts de fabrication.

Les propriétés d'autoréparation des condensateurs à film métallisé en font un excellent choix pour les équipements de sécurité. Ils sont utilisés dans des équipements de protection, des équipements de lutte contre l'incendie, et autres applications exigeant une stabilité optimale. Ils sont largement utilisés dans des dispositifs conçus pour prévenir les interférences et les chocs électriques.

D'autres utilisations de ces condensateurs incluent les systèmes de compensation thermique, les oscilloscopes, les dispositifs de baisse de tension et les détecteurs de surtension.

Leur faible facteur de dissipation répond bien aux exigences de différents types de filtres, incluant les filtres d'arrêt et de passe. Ils sont également très utiles pour le lissage des signaux.

Les condensateurs à film font partie des composants des tuners de télévision. Ils sont utilisés dans ces applications parce qu'ils offrent de hauts niveaux de résistance diélectrique et de durée d'impulsion. Leur faible facteur de dissipation est aussi un critère de sélection important. Pour bon nombre de ces avantages, ils sont aussi utilisés dans des applications de correction TV S.

 

Condensateurs de puissance à film

Les condensateurs de puissance à film sont conçus pour les applications à haute tension. Il n'y a pas actuellement un niveau de tension qui sépare ces condensateurs de puissance des autres types de condensateurs. Les condensateurs de puissance sont utilisés dans des applications industrielles de grande envergure, telles que les centrales électriques, et autres installations gérant de vastes quantités d'énergie et de très hautes tensions.

Ces types de condensateurs sont utilisés dans des applications de courant continu et de courant alternatif. Ils servent souvent de condensateurs d'amortissement ou snubber dans des circuits CA, étant capable d'arrêter des pointes de tension et de protéger les équipements.

Ces condensateurs servent aussi à absorber des sous- et surtensions dans des applications à haute tension, telles que les systèmes lasers.

Les dimensions des condensateurs de puissance à film les différencient clairement des condensateurs à film ordinaires. Comme la fabrication des condensateurs à film peut être adaptée économiquement à toutes les demandes de dimensions, les modèles destinés aux applications à haute tension peuvent être très grands. Ils sont uniquement utilisés dans les installations des services publics et les applications industrielles les plus lourdes.

Bon nombre des propriétés des condensateurs de puissance à film sont simplement obtenues en élargissant les spécifications des modèles ordinaires.

 

Achat

Les condensateurs à film sont disponibles dans des gammes de prix et de disponibilité très variées, selon les matériaux de fabrication utilisés. Ils sont produits par de grands fabricants de composants, tels que RS, MFT Capacitors, Hitachi, Illinois Capacitor et bien d'autres. Dans certains cas, un fabricant peut être le principal fournisseur d'un type de condensateur à film spécifique, ce qui a parfois provoqué le remplacement de certains types de condensateurs par un autre.

La grande variété des propriétés des condensateurs à film permet de les choisir avec une remarquable précision, au détriment de leur avantage économique. Ils peuvent aussi être choisis pour être le plus économique possible, comme c'est le cas avec les condensateurs à film en polyester. Le remplacement de certains types de condensateurs coûteux, comme les condensateurs au tantale, par des condensateurs à film permet de réduire considérablement les coûts.

Les fournisseurs offrent un grand nombre des designs, spécifications et types de condensateurs à film. Les températures de fonctionnement maximum et minimum, le type de montage, la fabrication du composant, et d'autres spécifications permettent de sélectionner les modèles les mieux adaptés. Certains condensateurs sont vendus en fonction de leur application finale, ce qui facilite donc leur sélection.

 

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