ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มรักษาตัวเอง
2024.10.07
ข้อดีและกลไกของการรักษาตัวเองในตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม
ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของ การรักษาด้วยตนเอง ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม มีอยู่ในตัวพวกเขา ความสามารถในการรักษาตนเอง ซึ่งมีส่วนทำให้การเติบโตอย่างรวดเร็วในตลาดตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีกลไกการรักษาตัวเองที่แตกต่างกันสองประการ: ปลดปล่อยการรักษาด้วยตนเอง และ การรักษาตนเองด้วยเคมีไฟฟ้า - แบบแรกเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า หรือเรียกว่าการรักษาตัวเองด้วยไฟฟ้าแรงสูง ในขณะที่แบบหลังอาจเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าต่ำมาก หรือที่เรียกว่าการรักษาตัวเองด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ
ปล่อยกลไกการรักษาตนเอง
ในกรณีของการรักษาตัวเองจากการคายประจุ สมมติว่ามีข้อบกพร่องในฟิล์มอินทรีย์ไดอิเล็กทริกที่แยกอิเล็กโทรดที่เคลือบด้วยโลหะ ข้อบกพร่องนี้อาจเป็นโลหะ ใช้สารกึ่งตัวนำ หรือมีฉนวนไม่ดี หากข้อบกพร่องนั้นเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (โลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์) ตัวเก็บประจุอาจคายประจุที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ แต่ในกรณีที่ฉนวนไม่ดี การรักษาด้วยตนเอง เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น
เมื่อแรงดันไฟฟ้า VVV ถูกนำไปใช้กับตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโลหะที่มีข้อบกพร่องดังกล่าว กระแสโอห์มมิก I=V/RI = V/RI=V/R ไหลผ่านข้อบกพร่อง โดยที่ RRR คือความต้านทานของข้อบกพร่อง ที่ ความหนาแน่นกระแส J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 ไหลผ่านอิเล็กโทรดที่เคลือบโลหะ ซึ่งส่งผลให้กระแสมีความเข้มข้นสูงขึ้นใกล้กับจุดบกพร่อง (เมื่อ rrr ลดลง) สิ่งนี้ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่เนื่องจาก จูลเอฟเฟ็กต์ โดยที่การใช้พลังงานเป็นสัดส่วนกับ W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานของข้อบกพร่องจะลดลงแบบทวีคูณ โดยเพิ่มทั้งกระแส III และกำลัง WWW
ในบริเวณที่อิเล็กโทรดอยู่ใกล้กับจุดบกพร่องมากที่สุด ความหนาแน่นกระแส J1J_1J1 จะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่ เครื่องทำความร้อนจูล ที่ละลายชั้นโลหะ สิ่งนี้จะก่อให้เกิดส่วนโค้งระหว่างอิเล็กโทรด ซึ่งจะระเหยโลหะในบริเวณที่ได้รับผลกระทบ ทำให้เกิดโซนฉนวนที่ปราศจากชั้นโลหะ จากนั้นส่วนโค้งนี้จะดับลง ซึ่งเป็นการเสร็จสิ้นกระบวนการรักษาตัวเอง
อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ยังทำให้อิเล็กทริกที่อยู่รอบๆ ข้อบกพร่องเกิดความเค้นจากความร้อนและไฟฟ้าด้วย เป็นผลให้ การสลายตัวทางเคมี - การแปรสภาพเป็นแก๊ส และแม้กระทั่ง คาร์บอนไดออกไซด์ อาจเกิดขึ้นทำให้เกิดความเสียหายทางกลกับวัสดุอิเล็กทริก
เพิ่มประสิทธิภาพการรักษาตนเองจากการปลดปล่อย
เพื่อประสิทธิภาพ ปลดปล่อยการรักษาด้วยตนเอง การปรับการออกแบบตัวเก็บประจุให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ปัจจัยสำคัญ ได้แก่ การบรรลุสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมรอบข้อบกพร่อง การเลือกจุดบกพร่องที่เหมาะสม ความหนาของชั้นโลหะ - รักษาสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิทและรับรองว่า แรงดันไฟฟ้าหลัก และความจุให้เหมาะสมกับการใช้งาน
กระบวนการซ่อมแซมตัวเองที่สมบูรณ์แบบนั้นเกี่ยวข้องกับเวลาในการรักษาตัวเองที่สั้น การใช้พลังงานน้อยที่สุด และการแยกข้อบกพร่องที่แม่นยำ โดยไม่ทำลายอิเล็กทริกที่อยู่โดยรอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของคาร์บอนในระหว่างการรักษาตัวเอง โมเลกุลของฟิล์มอินทรีย์ควรมีปริมาณต่ำ อัตราส่วนคาร์บอนต่อไฮโดรเจน และมีออกซิเจนในปริมาณที่เพียงพอ เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจะรวมถึงก๊าซเช่น คาร์บอนไดออกไซด์ , บจก , และ CH4 ซึ่งช่วยดับส่วนโค้งโดยกระจายพลังงานในรูปของก๊าซอย่างรวดเร็ว
พลังงานที่จำเป็นสำหรับการรักษาตนเองจะต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง ไม่ใหญ่เกินไปที่จะสร้างความเสียหายให้กับสื่อที่อยู่รอบๆ และไม่น้อยเกินไปที่จะล้มเหลวในการขจัดชั้นโลหะที่อยู่รอบๆ ข้อบกพร่อง ปริมาณพลังงานที่จำเป็นสำหรับการรักษาตนเองนั้นขึ้นอยู่กับ วัสดุ , ความหนา , และ สิ่งแวดล้อม ของชั้นเคลือบโลหะ การใช้โลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำสำหรับ การทำให้เป็นโลหะ ช่วยลดพลังงานที่จำเป็นและเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาตนเอง
นอกจากนี้ จำเป็นอย่างยิ่งที่ชั้นเคลือบโลหะจะต้องรักษาความหนาสม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น รอยขีดข่วน ซึ่งอาจนำไปสู่การรักษาตัวเองที่ไม่สมบูรณ์หรือไม่สม่ำเสมอ ผู้ผลิตตัวเก็บประจุ เช่น CRE รับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ของตนโดยใช้ฟิล์มคุณภาพสูงและดำเนินการอย่างเข้มงวด การตรวจสอบวัสดุ เพื่อป้องกันไม่ให้ฟิล์มที่มีข้อบกพร่องเข้าสู่สายการผลิต
