Die Struktur eines Hochspannungs-Keramikkondensators besteht aus einem keramischen Dielektrikum, Innenelektroden und Außenelektroden. Zu den internen Elektrodenmaterialien gehören typischerweise Silber, Kupfer oder Nickel, während die Verpackungskonfigurationen überwiegend scheibenförmig, plattenförmig oder röhrenförmig sind. Das keramische Dielektrikum wird durch Extrudieren des Materials in die Form von Rohren, Platten oder Scheiben hergestellt.
Traditionell wurden Silberelektroden verwendet; Die Migration von Silberionen kann jedoch zum Ausfall des Geräts führen. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, können stattdessen Nickelelektroden-mit hervorragender chemischer Stabilität-verwendet werden. Die dielektrischen Materialien bestehen hauptsächlich aus Keramik auf Bariumtitanat-- und Strontiumtitanat--Basis. Neuere Forschungen haben die Verwendung dielektrischer Zusammensetzungen wie Ba(TimZrnSnpCeqSis)O3 untersucht und eine verbesserte dielektrische Durchschlagsfestigkeit durch präzise Steuerung der Schichtdicke im Bereich von 5 bis 15 mm erreicht.
In Bezug auf das Wärmemanagement umfasst ein spezifisches röhrenförmiges Strukturdesign eine Innenhülle, eine Außenhülle, eine Wärmeableitungskammer und um die Innenhülle gewickelte wärmeabsorbierende Röhren; Diese Konfiguration erleichtert die Wärmeleitung mit zwei Pfaden, um die Effizienz der Wärmeableitung zu maximieren. Im Hinblick auf die Verkapselungsoptimierung haben sowohl die Dicke als auch die Aushärtungstemperatur des Epoxid-Verkapselungsmittels erheblichen Einfluss auf die Spannungsfestigkeit des Kondensators. Die Aushärtung bei hoher-Temperatur hilft, Eigenspannungen zu mildern und verhindert die Bildung von Luftspalten an der Grenzfläche zwischen dem keramischen Dielektrikum und dem Epoxidharz-Verkapselungsmittel. Darüber hinaus stellt das Aufbringen einer Glasurbeschichtung auf die Kanten der Grenzfläche zwischen den Elektroden und der dielektrischen Oberfläche eine wirksame Designstrategie zur Erhöhung der dielektrischen Durchbruchspannung dar.
