W jaki sposób wchłanianie dielektryczne charakterystyczne dla elektrolitycznego papieru kondensatora wpływa na zachowanie retencji energii i upływu w zastosowaniach kondensatorów o wysokim napięciu?

Elektrolityczny papier kondensator , ze względu na strukturę oparte na celulozie i nasycenie elektrolitów, wykazuje wymierny poziom absorpcji dielektrycznej. Po zwolnieniu kondensatora, szczególnie przy wysokim napięciu, resztkowa polaryzacja w papierze może spowodować ponowne pojawienie się niewielkiego napięcia na zaciskach. Na „odbicie napięcia” ma szczególnie wpływ, jak głęboko pole elektryczne przenika mikrokapilary i interfejsy papieru z jonami wchłoniętymi w impregnowanym elektrolicie. W przypadku systemów magazynowania energii, które wymagają powolnego rozpraszania energii, cecha ta może być korzystna, umożliwiając krótkie zatrzymanie energii, które może pomóc fluktuacji obciążenia buforowego. Jednak w obwodach czasowych pojawia się ten ponowne uwzględnienie dokładności, powodując błędy w zastosowaniach takich jak defibrylatory lub systemy radarowe impulsów. Kontrolowanie wpływu pamięci dielektrycznej papieru kondensatora elektrolitycznego jest niezbędne w zależności od funkcji docelowej kondensatora.

Wraz ze wzrostem napięcia wewnętrzne pole elektryczne napręża medium dielektryczne. W przypadku elektrolitycznego papieru kondensatora wchłaniany ładunek w jego włóknach może stopniowo przesuwać i tworzyć niezamierzone szlaki polaryzacyjne. Ta migracja przyczynia się do stałego upływu prądów. Włókna, porowata natura papieru pozwala na infiltratę elektrolitu i pozostać stabilny, ale otwiera również kanały, przez które z czasem mogą rozwinąć się niewielkie prądy jonowe. Pulpowanie o dużej czystości, suszenie pod próżnią i minimalizacja zanieczyszczeń organicznych podczas produkcji to strategie stosowane w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa tych ścieżek wycieków. Papiery zaprojektowane z równomierną grubością i wysoką integralność mechaniczną łagodzą tendencje upływu, wspierając w ten sposób stabilność kondensatora w dłuższej żywotności, szczególnie w środowiskach o stałym napięciu lub bogatym w falę.

W systemach, które podlegają powtarzalnym ładowaniu i rozładowywaniu - takich jak zasilacze przełączające, wzmacniacze audio i obwody impulsowe - właściwość absorpcji dielektrycznej papierowego kondensatora elektrolitycznego może wprowadzić dryf czasowy. Jeśli papier nie w pełni depolaryzuje między cyklami, ładunek resztkowy może spowodować, że kondensator zapewni niedokładne napięcie podczas następnego impulsu. Efekt ten, określany jako zjawisko „namoczenia”, prowadzi do zniekształceń fali, szczególnie w obwodach dużych prędkości. Papier z niższymi współczynnikami absorpcji (<0,1%) i szybszym charakterystyką uwalniania ładunku jest idealny dla takich przypadków użycia. Wyrównanie światłowodowe, rozmiary powierzchni i naciskanie termiczne pomagają dostroić profil absorpcji, aby spełnić te wymagania.

Papier kondensatora elektrolitycznego działa w szerokim zakresie temperatur, szczególnie pod względem konwersji mocy, kontroli przemysłowej i sektorów motoryzacyjnych. Absorpcja dielektryczna jest wrażliwe na temperaturę; W podwyższonych temperaturach wzrasta ruchliwość molekularna w strukturze celulozy, przyspieszając wchłanianie i desorpcję ładunku elektrycznego. Jednak niekontrolowane zachowanie pod ciepłem może zwiększyć zarówno stratę dielektryczną, jak i długoterminowe dryf. Dlatego papiery kondensatorów wysokiej jakości są zatem zaprojektowane w celu utrzymania spójnej odpowiedzi dielektrycznej w standardowym zakresie -40 ° C do 105 ° C lub wyższej dla specjalnych zastosowań. Procesy utwardzania termicznego podczas produkcji zagęszczają papier i stabilizują jego właściwości mechaniczne i elektryczne, zapewniając minimalną zmianę absorpcji nawet przy ciągłym naprężeniu elektrycznym i termicznym.

Interakcja między elektrolitycznym papierem kondensatora a elektrolitem jest kolejnym głównym czynnikiem w zakresie wydajności absorpcji dielektrycznej. Papier musi być chemicznie kompatybilny z roztworem elektrolitu (mieszaniny boranowe, oparte na aminach lub organiczne) i nie może wchłaniać lub wypłukać komponenty, które mogą zmienić jego profil dielektryczny. Jednorodność impregnacji i zatrzymanie elektrolitów wpływają zarówno na czas odpowiedzi, jak i odzysk dielektryki. Producenci testują zachowanie absorpcji na miejscu przez kondensatory rowerowe w znamionowych warunkach i pomiar krzywych napięcia odzyskiwania po wypisie. Papiery zoptymalizowane metodami rafinacji, kontrolowanej porowatości i minimalnych ekstraktów wykazują niższe i bardziej przewidywalne profile absorpcji, dzięki czemu są odpowiednie do zastosowań kondensatorów o wysokiej niezawodności.