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1.2 इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में उपयोग किया जाने वाला ढांकता हुआ एल्यूमीनियम के संक्षारण द्वारा गठित एल्यूमीनियम ऑक्साइड है, जिसमें 8 से 8.5 का ढांकता हुआ स्थिरांक और लगभग 0.07V/A (1µm=10000A) की कार्यशील ढांकता हुआ ताकत होती है।हालाँकि, इतनी मोटाई हासिल करना संभव नहीं है।एल्यूमीनियम परत की मोटाई इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के क्षमता कारक (विशिष्ट कैपेसिटेंस) को कम कर देती है क्योंकि अच्छी ऊर्जा भंडारण विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्म बनाने के लिए एल्यूमीनियम पन्नी को खोदना पड़ता है, और सतह कई असमान सतहों का निर्माण करेगी।दूसरी ओर, इलेक्ट्रोलाइट की प्रतिरोधकता कम वोल्टेज के लिए 150Ωcm और उच्च वोल्टेज (500V) के लिए 5kΩcm है।इलेक्ट्रोलाइट की उच्च प्रतिरोधकता आरएमएस करंट को सीमित करती है जिसे इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर झेल सकता है, आमतौर पर 20mA/µF तक।

इन कारणों से इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर 450V के अधिकतम वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए हैं (कुछ व्यक्तिगत निर्माता 600V के लिए डिज़ाइन करते हैं)।इसलिए, उच्च वोल्टेज प्राप्त करने के लिए कैपेसिटर को श्रृंखला में जोड़कर उन्हें प्राप्त करना आवश्यक है।हालाँकि, प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के इन्सुलेशन प्रतिरोध में अंतर के कारण, प्रत्येक श्रृंखला से जुड़े कैपेसिटर के वोल्टेज को संतुलित करने के लिए प्रत्येक कैपेसिटर से एक अवरोधक जुड़ा होना चाहिए।इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर ध्रुवीकृत उपकरण होते हैं, और जब लागू रिवर्स वोल्टेज 1.5 गुना यूएन से अधिक हो जाता है, तो एक इलेक्ट्रोकेमिक प्रतिक्रिया होती है।जब लागू रिवर्स वोल्टेज काफी लंबा होगा, तो संधारित्र बाहर फैल जाएगा।इस घटना से बचने के लिए, प्रत्येक संधारित्र का उपयोग करते समय उसके बगल में एक डायोड जोड़ा जाना चाहिए।इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का वोल्टेज वृद्धि प्रतिरोध आम तौर पर 1.15 गुना यूएन होता है, और अच्छे कैपेसिटर 1.2 गुना यूएन तक पहुंच सकते हैं।इसलिए डिजाइनरों को उनका उपयोग करते समय न केवल स्थिर-स्थिति कार्यशील वोल्टेज बल्कि सर्ज वोल्टेज पर भी विचार करना चाहिए।संक्षेप में, फिल्म कैपेसिटर और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के बीच निम्नलिखित तुलना तालिका तैयार की जा सकती है, चित्र 1 देखें।

2. अनुप्रयोग विश्लेषण

फिल्टर के रूप में डीसी-लिंक कैपेसिटर को उच्च वर्तमान और उच्च क्षमता वाले डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।एक उदाहरण नई ऊर्जा वाहन की मुख्य मोटर ड्राइव प्रणाली है जैसा कि चित्र 3 में बताया गया है।इस एप्लिकेशन में कैपेसिटर एक डिकॉउलिंग भूमिका निभाता है और सर्किट में एक उच्च ऑपरेटिंग करंट होता है।फिल्म डीसी-लिंक कैपेसिटर का लाभ यह है कि वह बड़े ऑपरेटिंग करंट (इर्म्स) का सामना करने में सक्षम है।उदाहरण के तौर पर 50~60kW नई ऊर्जा वाहन पैरामीटर लें, पैरामीटर इस प्रकार हैं: ऑपरेटिंग वोल्टेज 330 Vdc, रिपल वोल्टेज 10Vrms, रिपल करंट 150Arms@10KHz।

फिर न्यूनतम विद्युत क्षमता की गणना इस प्रकार की जाती है:

फिल्म कैपेसिटर डिज़ाइन के लिए इसे लागू करना आसान है।यह मानते हुए कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है, यदि 20mA/μF पर विचार किया जाता है, तो उपरोक्त मापदंडों को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की न्यूनतम कैपेसिटेंस की गणना निम्नानुसार की जाती है:

इस धारिता को प्राप्त करने के लिए समानांतर रूप से जुड़े कई इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की आवश्यकता होती है।

ओवर-वोल्टेज अनुप्रयोगों में, जैसे लाइट रेल, इलेक्ट्रिक बस, सबवे इत्यादि। यह ध्यान में रखते हुए कि ये शक्तियां पेंटोग्राफ के माध्यम से लोकोमोटिव पेंटोग्राफ से जुड़ी हुई हैं, परिवहन यात्रा के दौरान पेंटोग्राफ और पेंटोग्राफ के बीच संपर्क रुक-रुक कर होता है।जब दोनों संपर्क में नहीं होते हैं, तो बिजली की आपूर्ति डीसी-एल स्याही संधारित्र द्वारा समर्थित होती है, और जब संपर्क बहाल होता है, तो ओवर-वोल्टेज उत्पन्न होता है।सबसे खराब स्थिति डिस्कनेक्ट होने पर डीसी-लिंक कैपेसिटर द्वारा पूर्ण डिस्चार्ज है, जहां डिस्चार्ज वोल्टेज पेंटोग्राफ वोल्टेज के बराबर होता है, और जब संपर्क बहाल होता है, तो परिणामी ओवर-वोल्टेज रेटेड ऑपरेटिंग यूएन से लगभग दो गुना होता है।फिल्म कैपेसिटर के लिए डीसी-लिंक कैपेसिटर को बिना किसी अतिरिक्त विचार के संभाला जा सकता है।यदि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है, तो ओवर-वोल्टेज 1.2Un है।उदाहरण के तौर पर शंघाई मेट्रो को लें।Un=1500Vdc, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के लिए वोल्टेज पर विचार करना है:

फिर छह 450V कैपेसिटर को श्रृंखला में जोड़ा जाना है।यदि फिल्म कैपेसिटर डिज़ाइन का उपयोग 600Vdc से 2000Vdc या यहां तक ​​कि 3000Vdc में किया जाता है तो आसानी से प्राप्त किया जा सकता है।इसके अलावा, कैपेसिटर को पूरी तरह से डिस्चार्ज करने की स्थिति में ऊर्जा दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक शॉर्ट सर्किट डिस्चार्ज बनाती है, जिससे डीसी-लिंक कैपेसिटर के माध्यम से एक बड़ा इनरश करंट उत्पन्न होता है, जो आमतौर पर आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के लिए अलग होता है।

इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तुलना में डीसी-लिंक फिल्म कैपेसिटर को बहुत कम ईएसआर (आमतौर पर 10mΩ से नीचे, और इससे भी कम <1mΩ) और स्व-प्रेरकत्व एलएस (आमतौर पर 100nH से नीचे, और कुछ मामलों में 10 या 20nH से नीचे) प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। .यह डीसी-लिंक फिल्म कैपेसिटर को लागू होने पर सीधे आईजीबीटी मॉड्यूल में स्थापित करने की अनुमति देता है, जिससे बस बार को डीसी-लिंक फिल्म कैपेसिटर में एकीकृत किया जा सकता है, इस प्रकार फिल्म कैपेसिटर का उपयोग करते समय एक समर्पित आईजीबीटी अवशोषक कैपेसिटर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, बचत होती है डिजाइनर को एक महत्वपूर्ण रकम मिली।अंक 2।और 3 कुछ C3A और C3B उत्पादों की तकनीकी विशिष्टताओं को दर्शाते हैं।

3. निष्कर्ष

शुरुआती दिनों में, लागत और आकार के विचारों के कारण डीसी-लिंक कैपेसिटर ज्यादातर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर थे।

हालाँकि, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर वोल्टेज और करंट झेलने की क्षमता (फिल्म कैपेसिटर की तुलना में बहुत अधिक ईएसआर) से प्रभावित होते हैं, इसलिए बड़ी क्षमता प्राप्त करने और उच्च वोल्टेज उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए श्रृंखला और समानांतर में कई इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को जोड़ना आवश्यक है।इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइट सामग्री के अस्थिरता को ध्यान में रखते हुए इसे नियमित रूप से बदला जाना चाहिए।नई ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए आम तौर पर 15 वर्षों के उत्पाद जीवन की आवश्यकता होती है, इसलिए इस अवधि के दौरान इसे 2 से 3 बार प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।इसलिए, पूरी मशीन की बिक्री के बाद की सेवा में काफी लागत और असुविधा होती है।मेटलाइज़ेशन कोटिंग तकनीक और फिल्म कैपेसिटर तकनीक के विकास के साथ, अल्ट्रा-थिन ओपीपी फिल्म (सबसे पतला 2.7μm, यहां तक ​​कि 2.4μm) का उपयोग करके 450V से 1200V या इससे भी अधिक वोल्टेज के साथ उच्च क्षमता वाले DC फ़िल्टर कैपेसिटर का उत्पादन करना संभव हो गया है। सुरक्षा फिल्म वाष्पीकरण प्रौद्योगिकी।दूसरी ओर, बस बार के साथ डीसी-लिंक कैपेसिटर का एकीकरण इन्वर्टर मॉड्यूल डिज़ाइन को अधिक कॉम्पैक्ट बनाता है और सर्किट को अनुकूलित करने के लिए सर्किट के स्ट्रे इंडक्शन को काफी कम कर देता है।