สาเหตุของการเสื่อมสภาพของตัวเก็บประจุพัลส์แรงดันสูง-

ตัวเก็บประจุพัลส์แรงดันไฟฟ้าสูง-เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องกำเนิดเลเซอร์ แหล่งพลังงานพัลส์ การขึ้นรูปแม่เหล็กไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องเร่งอนุภาค และอื่นๆ อีกมากมาย ลักษณะการทำงานของมันคือทนต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราแรงดันไฟฟ้าและกระแสที่สูงมากภายในระยะเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุอื่นๆ ประสิทธิภาพจะเสื่อมลงหรือเสื่อมสภาพอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการทำงานระยะยาว-

Ⅰ. อายุความเครียดทางไฟฟ้า: ปัจจัยที่ตรงที่สุด

⑴ การคายประจุบางส่วน: นี่เป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพในตัวเก็บประจุแรงดันสูง-

กลไก: เมื่อมีฟองอากาศ สิ่งเจือปนภายในไดอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุ หรือหากความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ขอบอิเล็กโทรดมีความเข้มข้นมากเกินไป ความแรงของสนามไฟฟ้าในพื้นที่เหล่านี้จะเกินความแรงของสนามไฟฟ้าสลายเฉพาะตัวของตัวกลาง เป็นผลให้เกิดการพังทลายและการดับไฟเล็กๆ น้อยๆ ซ้ำๆ ซึ่งเรียกว่าการระบายออกเฉพาะที่

⑵ แรงดันไฟฟ้าเกิน:

แรงดันไฟฟ้าเกิน: แม้แต่การทำงานของแรงดันไฟฟ้าเกินช่วงสั้นๆ ก็อาจเกินขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนของตัวกลาง ทำให้เกิดความเสียหายโดยตรงต่อฉนวนและเร่งกระบวนการชราภาพอย่างมาก

ครั้งที่สอง การแก่ชราจากความเครียดจากความร้อน: นักฆ่าเรื้อรังแห่งประสิทธิภาพ

⑴ ความร้อนจากการสูญเสียอิเล็กทริก: ตัวเก็บประจุสร้างความร้อนเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กทริกภายใต้สนามไฟฟ้ากระแสสลับ ในการใช้งานพัลส์แรงดันไฟฟ้าสูง- แรงดันไฟฟ้า (U) จะสูงมาก และแม้ว่าความถี่ (f) จะไม่สูง แต่ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นก็ยังคงมีมาก

⑵ การสูญเสีย ESR และการสร้างความร้อน: ความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่า (ESR) ของตัวเก็บประจุจะสร้างความร้อนแบบจูลเมื่อผ่านกระแสพัลส์ขนาดใหญ่ (อิพัลส์) นี่คือแหล่งที่มาหลักของการสร้างความร้อนสำหรับตัวเก็บประจุแบบพัลส์

⑶ ผลการสะสมความร้อน: หากความร้อนที่สร้างขึ้นมากกว่าความร้อนที่กระจายไป อุณหภูมิภายในตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นต่อไป อุณหภูมิสูงจะ: ลดความแข็งแรงของฉนวนของอิเล็กทริก เร่งปฏิกิริยาการย่อยสลายทางเคมีภายในอิเล็กทริก

ที่สาม การเสื่อมสภาพทางเคมีและทางกายภาพของวัสดุอิเล็กทริก

⑴ การเสื่อมสภาพของวัสดุอิเล็กทริก: วัสดุโพลีเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป เช่น ฟิล์มโพลีโพรพีลีน (BOPP) อาจเกิดการแตกหักของสายโซ่โมเลกุล -การเชื่อมโยงข้าม หรือการเกิดออกซิเดชันภายใต้-สนามไฟฟ้าในระยะยาว ซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติไดอิเล็กทริกเสื่อมลงทีละน้อย

⑵ อายุของสารเคลือบ: หน้าที่ของสารเคลือบคือการเติมเต็มช่องว่างระหว่างฟิล์ม เพิ่มความต้านทานแรงดัน และปรับปรุงการกระจายความร้อน อย่างไรก็ตาม สารเคลือบจะค่อยๆ ออกซิไดซ์ เกิดโพลีเมอร์ หรือดูดซับความชื้น ส่งผลให้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและประสิทธิภาพของฉนวนลดลง และสูญเสียผลในการป้องกัน

⑶ การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า: การบุกรุกของความชื้นและออกซิเจนเป็นศัตรูของตัวเก็บประจุ พวกมันจะเกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้ากับอิเล็กโทรดของฟิล์มโลหะ (โดยปกติคือชั้นสังกะสี-) ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนและการระเหยของอิเล็กโทรด ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากการลดลงอย่างต่อเนื่องของความจุ (C) และความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากัน (ESR) เพิ่มขึ้น นี่เป็นโหมดการเสื่อมสภาพหลักเมื่อความสามารถในการ "รักษาตัวเอง-" ของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะหมดลง