К73

Конденсаторы пленочные полиэтилентерефталатные (лавсановые) К73. Полный технический обзор

Конденсаторы типа К73 представляют собой пленочные конденсаторы с изоляцией из полиэтилентерефталатной пленки (ПЭТФ, лавсан) в герметичном корпусе. Данный тип является одним из наиболее массовых и универсальных в классе постоянной емкости для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Основное назначение – применение в промышленной и бытовой электронной аппаратуре, системах автоматики, источниках питания, фильтрах, цепях запуска и развязки.

Конструктивные особенности и материалы

Конструктивно конденсаторы К73 представляют собой рулонную секцию, состоящую из двух слоев металлизированной лавсановой пленки или лавсановой пленки и металлической фольги. Рулон навивается на оправку, после чего его торцы металлизируются для создания контакта со всей поверхностью электродов. Полученная секция помещается в прямоугольный или цилиндрический герметичный корпус. Корпус может быть выполнен из двух основных типов материалов, что определяет подгруппу конденсатора:

• К73-П – пластмассовый (чаще всего фенольно-порошковый) корпус, залитый эпоксидным компаундом. Характеризуется невысокой стоимостью, но ограниченным диапазоном рабочих температур (обычно от -60°С до +85°С или +100°С).
• К73-17 – металлопленочный (металлопластмассовый) герметичный корпус. Обладает повышенной надежностью, лучшей защитой от влаги и более широким температурным диапазоном (от -60°С до +125°С).

Выводы конденсаторов – луженые проволочные, радиального или аксиального исполнения.

Основные электрические и эксплуатационные параметры

Параметры конденсаторов К73 регламентированы техническими условиями, такими как ТУ-ЕМ.002.181-79 и другими. Ключевые характеристики приведены в таблице ниже.

Таблица 1. Сводные технические характеристики конденсаторов К73

Параметр	Значение / Диапазон	Примечания
Номинальная емкость	От 0.001 мкФ до 15 мкФ (для К73-17 до 10 мкФ)	Ряд Е6, Е12. Допуск ±5%, ±10%, ±20%.
Номинальное напряжение постоянного тока	40 В, 63 В, 100 В, 160 В, 250 В, 400 В, 630 В, 1000 В	Наиболее распространены 63В, 100В, 250В, 400В, 630В.
Допустимое напряжение переменного тока (50 Гц)	~0.5 Uном. постоянного	Для частоты 50 Гц. С ростом частоты допустимое напряжение снижается.
Температурный диапазон	К73-П: -60°С…+85°С (или +100°С) К73-17: -60°С…+125°С	Температура перегрева выводов не более +125°С.
Тангенс угла потерь (tg δ)	Не более 0.015 (при 20°С и 1 кГц)	Увеличивается с ростом температуры и частоты.
Сопротивление изоляции	> 3000 МОм мкФ (при 20°С)	Минимально допустимое значение 1000 МОм мкФ.
Температурный коэффициент емкости (ТКЕ)	Нелинейный, в среднем +(200…400) 10-6/°С	Емкость с ростом температуры увеличивается.

Особенности применения в различных цепях

В цепях постоянного и пульсирующего тока

Конденсаторы К73 предназначены для длительной работы при напряжении, не превышающем номинальное. В цепях с пульсациями сумма постоянной составляющей и амплитуды переменной не должна превышать номинальное напряжение. Важно учитывать снижение допустимого напряжения с ростом температуры окружающей среды. Для номинальных напряжений 630В и 1000В, как правило, выпускаются только исполнения К73-17.

В цепях переменного тока

Конденсаторы К73 могут работать в цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц), однако допустимое напряжение при этом примерно вдвое ниже номинального постоянного. Например, конденсатор К73-17-630В может длительно работать в цепи переменного тока с действующим напряжением не более ~315В. На более высоких частотах (сотни Гц – единицы кГц) допустимое напряжение падает еще сильнее из-за роста диэлектрических потерь и риска теплового пробоя. Для цепей с высокочастотным переменным током предпочтительны специализированные конденсаторы (например, полипропиленовые К78-2).

В импульсных цепях

К73 допускают работу в импульсном режиме. Критическим параметром является скорость нарастания напряжения (dV/dt). Для лавсановых конденсаторов она ограничена, обычно, значениями в десятки-сотни вольт за микросекунду. Превышение может привести к локальному пробою и деградации металлизации. Для цепей с крутыми фронтами (например, в силовой импульсной технике) требуются конденсаторы с специальной структурой электродов.

Сравнение с другими типами пленочных конденсаторов

Для выбора оптимального компонента важно понимать место К73 среди аналогов.

Таблица 2. Сравнение К73 с другими типами пленочных конденсаторов

Тип конденсатора	Диэлектрик	Ключевые преимущества	Недостатки	Основная область применения
К73 (ПЭТФ)	Полиэтилентерефталат (лавсан)	Высокая удельная емкость, низкая стоимость, хорошая механическая прочность, широкий диапазон емкостей и напряжений.	Высокие диэлектрические потери на высоких частотах, значительный ТКЕ, ограниченная стойкость к импульсным нагрузкам.	Универсальное применение в НЧ-цепях, развязка, фильтрация, пусковые цепи.
К78-2, К71-7 (ПП)	Полипропилен	Очень низкие потери (tg δ), высокая стабильность емкости, отличные импульсные характеристики, отрицательный ТКЕ.	Большие габариты при той же емкости, более высокая стоимость, ограниченный верхний температурный предел (~85-105°С).	Высокочастотные цепи, пусковые цепи двигателей, силовая электроника, цепи коррекции коэффициента мощности.
К71 (ПС)	Полистирол	Исключительно низкие потери, высокая стабильность, очень высокое сопротивление изоляции.	Низкая рабочая температура (до +70°С), большие габариты, чувствительность к растворителям.	Прецизионные RC-генераторы, измерительные цепи, фильтры.
К77-1 (ПИ)	Полиимид	Высокая рабочая температура (до +200°С), радиационная стойкость.	Очень высокая стоимость, ограниченная номенклатура.	Авиационная и космическая техника, спецоборудование.

Маркировка и обозначение

Полное обозначение конденсатора К73 строится по схеме: К73-ХХ Y ZВ, где:

• К73 – тип конденсатора (пленочный, лавсановый).
• ХХ – двузначное число, обозначающее конструктивное исполнение корпуса и климатическое исполнение (например, -17, -16, -21, -24). Наиболее распространены -17 (металлопленочный, всеклиматический) и -П (пластмассовый).
• Y – буква или цифра, обозначающая номинальное напряжение (например, 1 – 63В, 2 – 160В, 3 – 250В, 4 – 400В, 5 – 630В, 6 – 1000В; или буквы: И – 63В, С – 160В и т.д. в зависимости от ТУ).
• Z – номинальная емкость, указывается цифрами (например, 0.1, 1, 10).
• В – буква, обозначающая допуск емкости (Ж – ±5%, И – ±10%, К – ±20%).

Пример: К73-17-4-0.47Ж – Конденсатор лавсановый, металлопленочный корпус, на напряжение 400В постоянного тока, емкостью 0.47 мкФ с допуском ±5%.

На корпус наносится сокращенная маркировка: емкость (0.47), допуск (Ж или не указывается), напряжение (400В).

Надежность, старение и условия хранения

Средний срок службы конденсаторов К73 при работе в номинальных режимах составляет не менее 50000 часов. Основными факторами старения являются:

• Деградация металлизированного электрода. При локальных пробоях диэлектрика энергия разряда испаряет тонкий слой металла вокруг места пробоя, изолируя его («самовосстановление»). Однако это приводит к постепенной потере активной площади электрода и уменьшению емкости.
• Гидролиз диэлектрика. При наличии влаги внутри корпуса происходит разрушение полиэфирных цепей ПЭТФ. Качественная герметизация корпуса (особенно у К73-17) критически важна для долговечности.
• Термоокислительная деструкция. При работе на верхнем пределе температур происходит постепенное «старение» пленки, ведущее к росту потерь и снижению электрической прочности.

Гарантийный срок хранения для конденсаторов К73 – до 5 лет (для К73-17 – до 10 лет) при температуре от -60°С до +40°С и относительной влажности не более 80%.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать конденсатор К73 на 400В в цепи переменного тока 220В?

Ответ: Да, можно, но с важной оговоркой. Для цепи переменного тока 220В (действующее значение) амплитудное напряжение составляет ~310В. Конденсатор К73-400В рассчитан на работу в цепи переменного тока с действующим напряжением примерно 0.5*400=200В. Следовательно, для 220В переменного тока требуется конденсатор с номинальным напряжением постоянного тока не менее 450-500В. Для надежной работы в сети 220В/50Гц рекомендуется выбирать К73 на номинальное напряжение 630В постоянного тока.

2. В чем принципиальная разница между К73-П и К73-17?

Ответ: Основные различия:

• Корпус: К73-П – пластмассовый, залитый компаундом; К73-17 – герметичный металлопластмассовый (металлический стакан с пластмассовыми торцевыми заглушками).
• Температурный диапазон: К73-П обычно до +85°С или +100°С; К73-17 – до +125°С.
• Надежность и влагозащита: К73-17 значительно превосходит К73-П благодаря полной герметизации.
• Стоимость: К73-17 дороже.

3. Что означает цвет корпуса конденсатора К73 (синий, зеленый, черный)?

Ответ: Цвет корпуса (для пластмассовых исполнений) исторически указывал на номинальное напряжение: синий – 250В, зеленый – 400В, черный – 630В и выше. Однако это правило не является абсолютным и может различаться у разных производителей. Основным источником информации всегда должна быть маркировка, нанесенная на корпус.

4. Чем можно заменить вышедший из строя К73?

Ответ: Прямыми аналогами являются современные пленочные полиэстеровые конденсаторы (MKT, MET, PET). При замене необходимо соблюдать ключевые параметры:

• Номинальная емкость (можно с более жестким допуском).
• Номинальное напряжение постоянного тока (допускается замена на конденсатор с более высоким рабочим напряжением, но не на более низкое).
• Габаритные размеры и тип выводов.
• Для цепей переменного/импульсного тока также важно учитывать эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и допустимую скорость нарастания напряжения.

5. Почему конденсатор К73 греется в работе?

Ответ: Нагрев в рабочем режиме может быть вызван несколькими причинами:

• Наличие значительной переменной составляющей тока (пульсаций) на конденсаторе, работающем в цепи постоянного напряжения. Переменный ток вызывает диэлектрические потери в пленке, которые преобразуются в тепло.
• Работа на повышенной частоте, где tg δ лавсана велик.
• Превышение номинального напряжения или температуры окружающей среды.
• Неисправность конденсатора (повышенный ток утечки, начало пробоя).

Сильный нагрев – признак нештатного режима работы и ведет к ускоренной деградации диэлектрика и сокращению срока службы.

Заключение

Конденсаторы К73, благодаря удачному сочетанию технологичности, высокой удельной емкости, широкого диапазона рабочих напряжений и умеренной стоимости, заняли прочную позицию в качестве универсального компонента для электронных устройств, работающих в низко- и среднечастотном диапазоне. Понимание их конструктивных особенностей, ограничений, связанных со свойствами полиэтилентерефталатного диэлектрика, и правил выбора для различных типов цепей (постоянного, переменного, импульсного тока) позволяет инженерам и специалистам по ремонту эффективно применять их в проектировании и обслуживании электротехнического и электронного оборудования. При этом для задач, требующих высокой стабильности, низких потерь на высокой частоте или работы в жестких температурных условиях, следует рассматривать альтернативные типы пленочных конденсаторов.