Największą zaletą kondensatorów foliowych metaloorganicznych jest ich zdolność do samoregeneracji, co sprawia, że ​​są to jedne z najszybciej rozwijających się kondensatorów obecnie.

Istnieją dwa różne mechanizmy samonaprawy metalizowanych kondensatorów foliowych: jeden to samonaprawa rozładowcza, a drugi to samonaprawa elektrochemiczna. Pierwszy z nich zachodzi przy wyższym napięciu, dlatego nazywa się go również samonaprawą wysokonapięciową; ponieważ drugi zachodzi również przy bardzo niskim napięciu, często nazywa się go samonaprawą niskonapięciową.

Samoleczenie rozładowania

Aby zilustrować mechanizm samonaprawy wyładowania, załóżmy, że w warstwie organicznej pomiędzy dwiema metalizowanymi elektrodami występuje defekt o rezystancji R. W zależności od charakteru defektu, może to być defekt metaliczny, półprzewodnikowy lub słabo izolowany. Oczywiście, gdy defekt jest jednym z tych pierwszych, kondensator rozładowałby się przy niskim napięciu. Dopiero w tym drugim przypadku tak zwane wyładowanie wysokonapięciowe naprawia się samoistnie.

Proces samonaprawy rozładowania polega na tym, że natychmiast po przyłożeniu napięcia V do metalizowanego kondensatora foliowego, przez defekt przepływa prąd omowy I=V/R. Zatem gęstość prądu J=V/Rπr2 przepływa przez metalizowaną elektrodę, tj. im bliżej defektu znajduje się obszar (tym mniejsze jest r) i tym większa jest gęstość prądu w metalizowanej elektrodzie. Z powodu ciepła Joule'a generowanego przez pobór mocy przez defekt W=(V2/R)r, rezystancja R defektu półprzewodnikowego lub izolacyjnego maleje wykładniczo. W związku z tym prąd I i pobór mocy W gwałtownie rosną, w wyniku czego gęstość prądu J1=J=V/πr12 gwałtownie rośnie w obszarze, w którym metalizowana elektroda znajduje się bardzo blisko defektu, a jej ciepło Joule'a może stopić warstwę metalizowaną w tym obszarze, powodując powstanie łuku elektrycznego między elektrodami. Łuk szybko odparowuje i odrzuca stopiony metal, tworząc izolowaną strefę izolacyjną bez warstwy metalu. Łuk elektryczny gaśnie i następuje samoistna regeneracja.

Z powodu ciepła Joule'a i łuku elektrycznego powstających w procesie samonaprawiania się wyładowania, dielektryk wokół defektu oraz obszar izolacji powierzchni dielektrycznej ulegają nieuchronnemu uszkodzeniu na skutek uszkodzeń termicznych i elektrycznych, w wyniku czego następuje rozkład chemiczny, zgazowanie i zwęglanie, a nawet uszkodzenia mechaniczne.

Z powyższego wynika, że ​​aby osiągnąć idealną samonaprawę rozładowania, konieczne jest zapewnienie odpowiedniego lokalnego środowiska wokół defektu. Dlatego konstrukcja metalizowanego kondensatora z warstwą organiczną musi zostać zoptymalizowana w celu uzyskania odpowiedniego środowiska wokół defektu, odpowiedniej grubości warstwy metalizowanej, hermetycznego środowiska oraz odpowiedniego napięcia i pojemności rdzenia. Tak zwana idealna samonaprawa rozładowania charakteryzuje się: bardzo krótkim czasem samonaprawy, niewielką energią samonaprawy, doskonałą izolacją defektów i brakiem uszkodzeń otaczającego dielektryka. Aby osiągnąć dobrą samonaprawę, cząsteczki warstwy organicznej powinny zawierać niski stosunek atomów węgla do wodoru i umiarkowaną ilość tlenu, tak aby podczas rozkładu cząsteczek warstwy podczas samonaprawiającego się rozładowania nie wytwarzał się węgiel ani nie dochodziło do osadzania się węgla, co zapobiegałoby tworzeniu się nowych ścieżek przewodzących. Zamiast tego wytwarzane są CO2, CO2, CH4, C2H2 i inne gazy, które gaszą łuk elektryczny gwałtownym wzrostem stężenia gazu.
Aby zapobiec uszkodzeniu ośrodka wokół defektu podczas samonaprawy, energia samonaprawy nie powinna być ani zbyt duża, ani zbyt mała. W celu usunięcia warstwy metalizacji wokół defektu, utworzenia strefy izolacji (o wysokiej rezystancji), defekt zostanie odizolowany, co umożliwi samonaprawę. Oczywiście, wymagana energia samonaprawy jest ściśle związana z metalem warstwy metalizacji, jej grubością i środowiskiem. Dlatego, aby zmniejszyć energię samonaprawy i osiągnąć dobrą samonaprawę, stosuje się metalizację warstw organicznych metalami o niskiej temperaturze topnienia. Ponadto, warstwa metalizacji nie powinna być nierównomiernie gruba ani cienka, szczególnie w celu uniknięcia zarysowań, w przeciwnym razie obszar izolacji izolacyjnej stanie się rozgałęziony i nie będzie mógł osiągnąć dobrej samonaprawy. Wszystkie kondensatory CRE wykorzystują standardowe folie, a jednocześnie rygorystyczny system kontroli materiałów przychodzących, blokujący wadliwe folie przy drzwiach, co gwarantuje pełną jakość folii kondensatorowych.

Oprócz samonaprawy wyładowań istnieje jeszcze jeden mechanizm – samonaprawa elektrochemiczna. Omówimy ten mechanizm w następnym artykule.