Định mức điện áp của Tụ điện gắn trên bề mặt ảnh hưởng như thế nào đến sự phù hợp của chúng để sử dụng trong các mạch điện cao áp?

Đánh giá điện áp và sự cố tụ điện

• Điện áp định mức và sự cố : Mỗi Tụ điện bề mặt có một cái gì đó cụ thể đánh giá điện áp —đây là điện áp liên tục tối đa mà tụ điện có thể chịu được một cách an toàn trên các cực của nó mà không bị hư hỏng. các đánh giá điện áp là rất quan trọng vì khi điện áp vượt quá công suất định mức thì vật liệu điện môi (lớp cách điện) bên trong tụ điện có thể bị hỏng. Sự cố này xảy ra khi ứng suất điện (điện áp đặt vào) trở nên lớn hơn khả năng chống lại dòng điện của vật liệu, gây ra hiện tượng ngắn mạch hoặc hoàn thành sự thất bại của tụ điện. TRONG mạch điện cao áp , trong đó mức điện áp có thể dao động hoặc tăng vọt, việc chọn tụ điện có định mức điện áp thích hợp là điều tối quan trọng để đảm bảo chúng không bị hỏng trong các điều kiện khắc nghiệt.

• Hậu quả của việc vượt quá định mức điện áp : Nếu điện áp đặt vào tụ điện vượt quá giới hạn định mức thì vật liệu điện môi sẽ trải qua sự cố về điện . Điều này dẫn đến sự thất bại thảm hại, bao gồm dòng điện rò rỉ , điện dung giảm , và trong trường hợp cực đoan, sự thoát nhiệt , có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của toàn bộ mạch điện. Trong các ứng dụng điện áp cao, điều này có thể dẫn đến hư hỏng đáng kể cho cả tụ điện và các bộ phận khác trong mạch.
  
  

Giảm dần độ tin cậy và tuổi thọ

• Giảm tải là gì? : Giảm giá trị là thực hành vận hành một bộ phận, chẳng hạn như tụ điện, ở điện áp thấp hơn giá trị định mức tối đa của nó để đảm bảo độ tin cậy mở rộng Và hiệu suất theo thời gian. Trong các mạch điện áp cao, người ta thường chọn một Tụ điện bề mặt có điện áp định mức cao hơn điện áp hoạt động thực tế của mạch. Nguyên tắc chung để giảm công suất là sử dụng tụ điện có công suất định mức Thêm 50-100% hơn điện áp hoạt động tối đa, tùy thuộc vào ứng dụng. Biên độ bổ sung này đảm bảo rằng tụ điện có thể xử lý được điện áp tăng hoặc gai không có thiệt hại.

• Tại sao giảm tải lại là vấn đề trong mạch điện áp cao : Mạch điện cao áp thường xuyên gặp hiện tượng quá độ , chẳng hạn như điện áp tăng đột biến do sự kiện chuyển mạch, sét đánh hoặc sự gián đoạn khác trong nguồn điện. Những quá độ này có thể vượt quá điện áp hoạt động thông thường một cách đáng kể, điều này khiến cho việc giảm công suất trở nên cần thiết. Bằng cách chọn tụ điện có định mức điện áp cao hơn điện áp vận hành thực tế, nhà sản xuất đảm bảo rằng tụ điện sẽ hoạt động tốt. an toàn Và nhất quán , ngay cả trong những sự kiện không thể đoán trước này. Hơn nữa, việc giảm giá trị giúp giảm thiểu hao mòn trên tụ điện, đảm bảo nó tồn tại lâu hơn và hoạt động với ít khả năng bị hỏng hơn sự thất bại trong điều kiện căng thẳng.
  
  

Trở kháng và xử lý dòng điện ở điện áp cao

• Trở kháng trong mạch điện áp cao : Điện áp định mức của Tụ điện bề mặt cũng ảnh hưởng đến nó đặc tính trở kháng . Trở kháng đề cập đến sự cản trở hoàn toàn của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều (AC) và nó là yếu tố chính trong khả năng của nó. lọc tín hiệu , nguồn điện trơn tru , Và xử lý tín hiệu tần số cao . Trong các mạch điện áp cao, trở kháng trở thành một thông số quan trọng vì trở kháng của tụ điện có thể thay đổi đáng kể theo điện áp. MỘT tụ điện có điện áp cao hơn thường sẽ có điện trở trong thấp hơn (còn gọi là ESR - Điện trở nối tiếp tương đương ), có nghĩa là nó có thể xử lý dòng điện cao hơn hiệu quả hơn mà không bị nóng lên hoặc mất năng lượng đáng kể.

• Xử lý hiện tại : Trong các ứng dụng điện áp cao, tụ điện thường phải chịu dòng điện cao, đặc biệt là trong mạch cấp điện hoặc Tụ điện liên kết DC được sử dụng trong biến tần và khác điện tử công suất . Định mức điện áp cao hơn thường tương quan với khả năng xử lý của tụ điện mức hiện tại cao hơn mà không cần sưởi ấm quá mức. Điều này là do vật liệu và kỹ thuật kết cấu được sử dụng để chế tạo tụ điện định mức cho điện áp cao được thiết kế để xử lý ứng suất điện cao hơn, từ đó cải thiện khả năng hoạt động của chúng. an toàn dissipate heat Và duy trì hiệu suất dưới tải.
  
  

Loại tụ điện và xếp hạng điện áp

• Tụ gốm : Trong số các loại khác nhau của Tụ điện bề mặts , tụ gốm đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng điện áp cao do chúng xếp hạng điện áp cao Và the materials used for their dielectric layer. Ceramic capacitors typically have voltage ratings ranging from một vài volt lên đến vài kilovolt , khiến chúng trở nên lý tưởng cho mạch điện cao áp . Tuy nhiên, giá trị điện dung Và ổn định nhiệt độ của tụ gốm có thể bị ảnh hưởng bởi định mức điện áp của chúng. Ví dụ, Loại II và Loại III tụ gốm, thường được sử dụng trong nguồn điện cao áp, có thể gặp phải hiện tượng sự giảm điện dung khi tiếp xúc với điện áp cao. Hành vi này được gọi là hành vi hệ số điện áp của điện dung (VCC) .

• Tụ nhôm và tantali : Tantalum Và tụ điện điện phân nhôm thường có mức điện áp thấp hơn tụ gốm Và are more commonly used in điện áp thấp hơn các ứng dụng (thường dưới 50V). Mặc dù chúng có giá trị điện dung cao nhưng chúng không lý tưởng cho các mạch có nhu cầu điện áp cao bởi vì họ có thể có hiệu suất kém hơn ở điện áp cao hơn do sự cố điện môi . Các loại tụ điện này thường được sử dụng lọc Và làm mịn nhiệm vụ trong Mạch cấp nguồn DC nhưng có thể không đáng tin cậy cho các ứng dụng điện áp cao, công suất lớn.