इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट और रेटेड रिपल करंट

1. इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का रिपल करंट
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के उपयोग के दौरान, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के दोनों सिरों पर लागू वोल्टेज समय के साथ उतार-चढ़ाव करता है। जब यह उठता और गिरता है, तो संधारित्र चार्ज और डिस्चार्ज हो जाएगा, और चार्ज प्रवाहित होगा, जिससे करंट बनेगा। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पर वोल्टेज समय के साथ लगातार बदलता रहता है, और समय के साथ परिवर्तन का वक्र एक शांत तालाब की सतह पर एक पत्थर छोड़ने जैसा है। पानी की सतह पर पत्थर के कारण होने वाली लहरों में चोटियाँ और घाटियाँ होती हैं। इसलिए, लोग इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर रिपल वोल्टेज के दोनों सिरों पर वोल्टेज को विशद रूप से कहते हैं। जब कैपेसिटर पर रिपल वोल्टेज लगाया जाता है, तो कैपेसिटर चार्ज और डिस्चार्ज हो जाएगा। कैपेसिटर में बने करंट को स्पष्ट रूप से रिपल करंट कहा जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट I का दोनों सिरों पर रिपल वोल्टेज V और कैपेसिटी C और उस पर मौजूद इलेक्ट्रिक क्वांटिटी Q के साथ निम्नलिखित संबंध है:
क्योंकि C=Q ⁄ V=(dQ ⁄ dt)/(dV ⁄ dt) dQ ⁄ dt=I
तो मैं=C × (dV⁄dt)
2. इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का रेटेड रिपल करंट
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के उपयोग में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, अर्थात इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का रेटेड रिपल करंट। अलग-अलग निर्माताओं के पास इस पैरामीटर के अलग-अलग मूल्य हैं, यानी एक ही निर्माता के उत्पादों की रेटेड तरंग वर्तमान, एक ही विनिर्देश और अलग श्रृंखला समान नहीं हो सकती है। यह इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के निर्माता द्वारा दिया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट और इसका रेटेड रिपल करंट दो अलग-अलग अवधारणाएँ हैं।
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट का निर्धारण मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के निर्माता द्वारा इस विनिर्देश के इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के उपयोग, सेवा की स्थिति और कार्य समय (आमतौर पर जीवन के रूप में जाना जाता है) और कैपेसिटर के भौतिक प्रदर्शन के अनुसार निर्धारित किया जाता है। .
3. इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट को निर्धारित करने के लिए कारकों पर विचार किया जाना चाहिए
(1) इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का जीवन
जीवन उपयोगकर्ताओं के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर निर्माताओं की प्रतिबद्धता है। संक्षेप में, यह कुछ सेवा शर्तों के तहत कैपेसिटर का प्रभावी कार्य समय है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का चयन करते समय यह उपयोगकर्ताओं की महत्वपूर्ण चिंताओं में से एक है, जो आमतौर पर निर्माताओं द्वारा उनके उत्पाद मैनुअल में दिया जाता है।
(2) इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध ईएसआर
ESR का परिमाण इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट की ताप क्षमता को निर्धारित करता है। सैद्धांतिक रूप से, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (यूनिट टाइम में) में रिपल करंट द्वारा उत्पन्न ऊष्मा: यहाँ I रिपल करंट का प्रभावी मान है, और ESR कैपेसिटर का समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध है।
(3) जब इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर ऊपरी सीमा तापमान पर होता है, तो इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के अंदर का दबाव
काम करते समय, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का परिवेश तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के स्वयं के नुकसान और हीटिंग के कारण, इसका आंतरिक तापमान परिवेश के तापमान से अधिक होता है। सामान्य गीला इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का तरल इलेक्ट्रोलाइट वाष्पीकृत हो जाएगा और एक निश्चित वाष्प दबाव उत्पन्न करेगा। यह वाष्प दबाव और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के अंदर बंद हवा द्वारा उत्पन्न दबाव इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के अंदर कुल दबाव का गठन करता है। विभिन्न आंशिक दबावों का आकार डाल्टन आंशिक दबाव प्रमेय का अनुसरण करता है। कुल आंतरिक दबाव इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के एल्यूमीनियम खोल सुरक्षा वाल्व की संपीड़न शक्ति से अधिक नहीं होगा, अन्यथा सुरक्षा वाल्व खुल जाएगा और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर विफल हो जाएगा। इलेक्ट्रोलाइट रिसाव आंतरिक दबाव और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के बाहरी दबाव के बीच अंतर के कारण होता है।
(4) इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की सीलिंग विशेषताएं
चूंकि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का इलेक्ट्रोलाइट तरल होता है, जब इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर काम कर रहा होता है, तो इलेक्ट्रोलाइट वाष्पीकृत हो जाएगा और वाष्प दबाव पैदा करेगा। इलेक्ट्रोलाइट से बचने और इलेक्ट्रोलाइटिक विफलता के कारण को रोकने के लिए, कोर को एल्यूमीनियम खोल और रबर कवर से सील कर दिया जाएगा। एल्यूमीनियम खोल और कोर के एल्यूमीनियम स्टेम के साथ रबर कवर की सीलिंग एक गैर मिलान वाली सील है, और एक निश्चित मात्रा में रिसाव होगा। रिसाव का आकार रबर कवर सामग्री की सीलिंग सतह खत्म, एल्यूमीनियम खोल और एल्यूमीनियम स्टेम की सतह खत्म करने और सीलिंग प्रक्रिया के अलावा, एल्यूमीनियम स्टेम और रबर कवर छेद के बीच मिलान की डिग्री के अलावा है। , यह इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के काम करने पर इलेक्ट्रोलाइट द्वारा उत्पन्न संतृप्त वाष्प दबाव से भी संबंधित है। संतृप्त वाष्प का दबाव जितना बड़ा होगा, एल्युमिनियम शेल के अंदर और बाहर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के बीच दबाव का अंतर उतना ही अधिक होगा, इलेक्ट्रोलाइट रिसाव उतनी ही तेजी से होगा, और अपेक्षाकृत बोलने से इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का जीवन छोटा हो जाएगा।
(5) इलेक्ट्रोलाइट की स्थिरता
जब इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में काम करता है, तो तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है। सकारात्मक पन्नी ऑक्साइड फिल्म की मरम्मत के अलावा, इलेक्ट्रोलाइट कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं भी करता है। उदाहरण के लिए, एक विलायक के रूप में एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग करने वाला एक इलेक्ट्रोलाइट उच्च तापमान पर एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रिया से गुजरेगा, इसलिए इलेक्ट्रोलाइट की स्थिरता का इलेक्ट्रोलिसिस के जीवनकाल पर भी बड़ा प्रभाव पड़ता है। हालांकि, सामान्य तौर पर, स्थिरता जितनी बेहतर होती है, चालकता उतनी ही खराब होती है, जो एक विरोधाभास है। इसलिए, लंबे समय तक उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रोलिसिस का ईएसआर बहुत छोटा नहीं हो सकता है।
(6) अन्य कारक
सामान्य तौर पर, कई कारक हैं जो इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट को प्रभावित करते हैं। उपरोक्त पांच महत्वपूर्ण कारकों के अलावा, ऑक्साइड फिल्म की मरम्मत के लिए इलेक्ट्रोलाइट की क्षमता और सकारात्मक पन्नी के नुकसान पर विचार किया जाना चाहिए। इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की विश्वसनीयता पर भी विचार किया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का रेटेड रिपल करंट एक निश्चित तापमान और आवृत्ति पर होता है, और इलेक्ट्रोलिसिस पर लगाया गया वोल्टेज रेटेड मान से अधिक नहीं होता है। इलेक्ट्रोलिसिस पर उत्पन्न रिपल करंट रेटेड रिपल करंट से अधिक नहीं होता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का जीवन निर्माता द्वारा दिए गए मूल्य से कम नहीं है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट की सीधे गणना नहीं की जा सकती है, निर्धारित करने के लिए कई मापदंडों का परीक्षण करना आसान नहीं है, लेकिन निर्धारित करने के लिए जीवन परीक्षण के एक निश्चित बैच को पूरा करना होगा, जिसमें काफी लागत और समय खर्च होगा। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के अंदर कोर के अधिकतम तापमान वृद्धि का परीक्षण करके रिपल करंट का निर्धारण करने की लोकप्रिय विधि व्यापक नहीं है, केवल इलेक्ट्रोलिसिस के ताप पर विचार किया जाता है, कई अन्य कारकों पर विचार नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की सीलिंग खराब है, भले ही इलेक्ट्रोलिसिस तापमान में वृद्धि अधिक न हो, इलेक्ट्रोलाइट उच्च परिवेश के तापमान पर जल्दी से निकल जाएगा, और इलेक्ट्रोलिसिस विफल हो जाएगा। इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के अंदर अधिकतम तापमान का निर्धारण कैसे करें और परीक्षण के कारण होने वाली त्रुटि का निर्धारण कैसे करें, यह स्पष्ट रूप से नहीं दिया गया है।
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग करने की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए, उपयोगकर्ताओं को इलेक्ट्रोलिसिस पर रिपल करंट को वास्तविक कार्य परिस्थितियों के अनुसार निर्माता द्वारा निर्दिष्ट रेटेड मान से अधिक नहीं करना चाहिए, अर्थात रेटेड रिपल इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का करंट अधिकतम रिपल करंट होता है जिसे निर्माता द्वारा निर्दिष्ट शर्तों के तहत सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पर लगाया जा सकता है।
4. आवृत्ति सुधार गुणांक
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के वास्तविक उपयोग में विभिन्न स्थितियां हैं। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग आमतौर पर मुख्य सुधार के बाद फ़िल्टरिंग और उच्च-आवृत्ति सुधार (100kHz से कम या बराबर) के बाद फ़िल्टर करने के लिए किया जाता है। हालांकि, अधिकांश इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर निर्माता सीधे 100kHz या 120Hz पर रेटेड रिपल करंट देंगे। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट का अलग-अलग फ्रीक्वेंसी पर अलग-अलग मान होता है। आम तौर पर, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर निर्माताओं ने आवृत्ति सुधार कारक दिए हैं। जब अलग-अलग आवृत्तियों पर उपयोग किया जाता है, तो रेटेड रिपल करंट को सही किया जाना चाहिए।
तरंग वर्तमान सुधार गुणांक चिप एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर निर्माता द्वारा उसके उत्पाद डिजाइन, प्रदर्शन और सामग्री निर्माण प्रक्रिया के अनुसार निर्धारित किया जाता है। इन स्थितियों पर विचार करने के बाद, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का ईएसआर वास्तव में आवृत्ति के कार्य के रूप में परीक्षण किया जाता है। सिद्धांत के अनुसार रेटेड तरंग वर्तमान हीटिंग विभिन्न आवृत्तियों पर बराबर है, यानी, यदि 12 (एफ 1) × ईएसआर (एफ 1)=आई 2 एफ 2 (एफ 2) × ईएसआर (एफ 2)
उनमें से, f1 और f2 विभिन्न तरंग धाराओं की आवृत्तियाँ हैं।
ESR (f1) और ESR (f2) क्रमशः f1 और f2 आवृत्तियों पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध हैं। If1 और If2 क्रमश: f1 और f2 आवृत्तियों पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के रेटेड रिपल करंट हैं।
वास्तव में, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पर रिपल करंट बहुत जटिल होता है, और कुछ सरल हार्मोनिक्स होते हैं। क्या असंतुलित आवृत्तियों के साथ तरंग धारा रेटेड तरंग धारा से अधिक है, निम्न सूत्र के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है: इलेक्ट्रोलिसिस में प्रति यूनिट समय तरंग वर्तमान का कैलोरी मान (क्यू) प्रत्येक आवृत्ति पर हार्मोनिक तरंग वर्तमान के कैलोरी मान प्रति यूनिट समय का योग Q=∑ Ifi2 × ESR（fi）（i=0,1,23...N) है
इफी इस आवृत्ति पर रिपल करंट का घटक है जब इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की पासिंग फ्रीक्वेंसी फाई होती है, और ईएसआर (फाई) इस फ्रीक्वेंसी पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध होता है।
रेटेड रिपल करंट I{{0}} (f0) f0 फ्रीक्वेंसी पर, इलेक्ट्रोलिसिस Qf0: Qf0= में प्रति यूनिट समय हीट जनरेशन I02 (f0) ​​× यदि ESR (f0) Q Qf0 से कम या उसके बराबर है, तो यह इंगित करता है कि इलेक्ट्रोलिसिस से गुजरने वाली तरंग धारा रेटेड मान से अधिक नहीं है, और निर्माता एक प्रदान करता है रेटेड तापमान पर रेटेड वोल्टेज की गारंटीकृत उम्र।
If Q>Qf0, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट इसके रेटेड मान से अधिक है। रेटेड तापमान और वोल्टेज पर सेवा जीवन निर्माता के वादा किए गए सेवा जीवन तक नहीं पहुंच सकता है।
आईएफआई तरंग धारा की प्रत्येक आवृत्ति का घटक है, जिसे तरंग धारा के वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
उपरोक्त सूत्र को भी रूपांतरित किया जा सकता है:
Q/Qf{{0}} –{∑[ESR（fi ）/ ESR（f0）]}/ I02（f0）
वास्तव में, चूंकि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का ईएसआर उपयोग समय के साथ बदलता है, यह उपयोग समय के साथ बढ़ता है, और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, ईएसआर आम तौर पर वास्तविक मूल्य से बड़ा होता है। इलेक्ट्रोलिसिस के उपयोग के समय के साथ ESR (fi) का परिवर्तन नियम समान है, जब तक कि ESR (fi) के परिवर्तन नियम को मापा जाता है और ESR (fi)/ESR (f{{{{1}) के सापेक्ष मूल्य को मापा जाता है। }}}) एक निश्चित आवृत्ति (f0) के सापेक्ष गणना की जाती है।
If Q/Qf0.>1. यह इंगित करता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट उसके रेटेड मान से अधिक है।
अगर क्यू/क्यूएफ0< 1. It indicates that the ripple current in the electrolytic capacitor is less than its rated value.
अगर क्यू/क्यूएफ0= 1. यह इंगित करता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट इसके रेटेड मान के बराबर है।
व्यावहारिक उपयोग में, विश्वसनीयता आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में रिपल करंट आमतौर पर इसके रेटेड मूल्य का 80 प्रतिशत होता है।