बिजली अनुप्रयोगों के लिए पतली फिल्म कंडेनसरों को समझें और चुनें

सौर पैनलों और इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) का उपयोग लगातार बढ़ रहा है। उनकी बिजली प्रणाली डीसी/डीसी कनवर्टर्स और डीसी/एसी इनवर्टर पर निर्भर करती है, जिसके लिए कैपेसिटर को कम-आवृत्ति तरंग को कम करने, उच्च-आवृत्ति घटकों को फ़िल्टर करने की आवश्यकता होती है जो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) का कारण बनते हैं, और इन कारकों को बिजली आपूर्ति के प्राथमिक पक्ष को प्रभावित करने से रोकने के लिए क्षणिक लोड धाराओं को अवशोषित करते हैं। ऐसे बिजली अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले कैपेसिटर विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट, हल्के, लंबे जीवनकाल वाले और अच्छे उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन वाले होने चाहिए।

यद्यपि पतली फिल्म कैपेसिटर इन बिजली अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयुक्त हैं, डिजाइनरों को सही विकल्प चुनने के लिए उनकी संरचना और विशेषताओं को समझना चाहिए।

यह लेख संक्षेप में पतली फिल्म कैपेसिटर का परिचय देगा। फिर, ईटन इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन के उत्पादों को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, बिजली अनुप्रयोगों के लिए पतली फिल्म कैपेसिटर का चयन और उपयोग करने के तरीके पर चर्चा करें।

फिल्म संधारित्र
सभी कैपेसिटर की तरह, फिल्म कैपेसिटर में दो प्रवाहकीय प्लेटें होती हैं जो प्लास्टिक फिल्म की एक परत से बने एक इन्सुलेट माध्यम से अलग होती हैं। प्लास्टिक फिल्म आमतौर पर पॉलीप्रोपाइलीन से बनी होती है और कम हानि, उच्च शक्ति वाला माध्यम है (चित्र 1)। एक प्रवाहकीय प्लेट एक पतली धातु की पन्नी या ढांकता हुआ पर जमा एक पतली धातु की परत होती है। कोर शाफ्ट के चारों ओर धातु की पन्नी और फिल्म लपेटें, लीडों को कनेक्ट करें, और फिर कैपेसिटर को एक प्लास्टिक आवरण में लपेटें और इसे पर्यावरणीय प्रभावों से बचाने के लिए एपॉक्सी राल से सील करें।

दिखाया गया एक पतली फिल्म संधारित्र है जो एक घाव कोर शाफ्ट से बना है जिसमें वैकल्पिक धातु परतें और ढांकता हुआ परतें हैं
चित्र 1: एक पतली फिल्म संधारित्र में एक घाव कोर शाफ्ट होता है जिसमें वैकल्पिक धातु और ढांकता हुआ परतें होती हैं, जो एक सुरक्षात्मक प्लास्टिक आवरण में सील होती हैं। (छवि स्रोत: ईटन इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन, आर्ट पीनी द्वारा संशोधित)

यद्यपि पतली फिल्म कैपेसिटर का ऊर्जा घनत्व अपेक्षाकृत कम है, उनमें उच्च कैपेसिटेंस घनत्व और अन्य विशेषताएं हैं। सबसे पहले, पतली फिल्म कैपेसिटर में कोई ध्रुवता नहीं होती है और ये एसी और डीसी दोनों सर्किट के लिए उपयुक्त होते हैं। तरल या अर्ध तरल इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करने वाले कैपेसिटर की तुलना में, पतली फिल्म कैपेसिटर के सूखे ठोस ढांकता हुआ में उच्च विश्वसनीयता, स्थिर कैपेसिटेंस मान और उत्कृष्ट तापमान स्थिरता होती है। निम्न समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन (ईएसएल) और समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) उच्च तरंग धाराओं के कुशल संचालन को सुनिश्चित करते हैं, जिससे पतली फिल्म कैपेसिटर उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयुक्त हो जाते हैं। पतली फिल्म कैपेसिटर की सबसे बड़ी विशेषता उनकी स्व-उपचार क्षमता हो सकती है। यदि ढांकता हुआ टूटना होता है, तो एक स्थानीय गर्म स्थान उत्पन्न होगा, जिससे आसन्न धातुएं वाष्पित हो जाएंगी और एक गैर-प्रवाहकीय छेद बन जाएगा, लेकिन संधारित्र अभी भी सामान्य रूप से कार्य कर सकता है, जिससे इसकी सेवा जीवन बढ़ जाएगा।

फिल्म संधारित्र
पतली फिल्म कैपेसिटर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिनमें सुरक्षा, डीसी लिंक, एसी फिल्टर और पल्स सहित सामान्य प्रकार शामिल हैं। एसी लाइन फ़िल्टरिंग अनुप्रयोगों में संचालित विकिरण को कम करने के लिए सुरक्षित फिल्म कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है। कई अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानक ईएमआई आयोजित करने के लिए आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों को एक डीसी चार्जर से लैस करने पर विचार करें जो एक सर्किट के माध्यम से संचालित होता है। डीसी फास्ट चार्जिंग स्टेशनों में, कैपेसिटर के माध्यम से सामान्य मोड और डिफरेंशियल मोड ईएमआई फ़िल्टरिंग सबसे कम बिजली अपव्यय प्राप्त करते हुए शोर संकेतों को मोड़ने के लिए एक कम प्रतिबाधा पथ प्रदान कर सकता है।

ईएमआई दमन एक लाइन फिल्टर के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसमें बिजली लाइन और स्विचिंग बिजली आपूर्ति (चित्रा 2) के बीच एक पतली फिल्म संधारित्र शामिल होता है।

लाइन फिल्टर में सुरक्षा फिल्म कैपेसिटर सीएक्स और सीवाई (बड़ा करने के लिए क्लिक करें)
चित्र 2: ईएमआई को विद्युत लाइन में फैलने से रोकने के लिए सुरक्षा फिल्म कैपेसिटर सीएक्स और सीवाई को लाइन फिल्टर में एकीकृत किया गया है। (छवि स्रोत: ईटन इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन)

सीएक्स वायर से वायर लेबल वाले कैपेसिटर लगाने से डिफरेंशियल मोड ईएमआई कम हो सकती है। सामान्य मोड ईएमआई को कम करने के लिए CY कैपेसिटर प्रत्येक लाइन से जमीन से जुड़े होते हैं।

डीसी लिंक कैपेसिटर एसी चरणों के बीच डीसी सर्किट में फिल्टर को सुचारू कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, मोटर ड्राइव सर्किट के रेक्टिफायर और इन्वर्टर चरणों के बीच डीसी बस पर एक प्रारंभ करनेवाला कैपेसिटर (एलसी) फ़िल्टर स्थापित करें (चित्रा 3)।