Metalllashtirilgan plyonkali kondansatörler mukammal oʻz-oʻzini davolash qobiliyati, kam yoʻqotish va yuqori ishonchlilik-boʻlganligi sababli quvvat elektronikasi, reaktiv quvvat kompensatsiyasi, qayta tiklanadigan energiya tizimlari va sanoat avtomatlashtirishda keng qoʻllaniladi. Biroq, yuqori harorat, namlik, haddan tashqari kuchlanish va mexanik stress kabi og'ir ish sharoitida ularning ishlashi asta-sekin yomonlashadi, natijada muvaffaqiyatsizlikka olib keladi.

 

Metalllashtirilgan plyonkali kondansatkichlarning umumiy ishlamay qolish mexanizmlarini odatda to'rt toifaga bo'lish mumkin:elektrokimyoviy korroziya, dielektrik parchalanish, sig'imning buzilishi va strukturaning buzilishi. Amaliy qo'llanmalarda bu nosozliklar ko'pincha elektr maydoni, harorat, namlik va mexanik stressni o'z ichiga olgan ko'p-fizikaviy bog'lanish effektlari tufayli yuzaga keladi.

 

I, umumiy nosozlik usullari va tipik ko'rinishlari

Metalllashtirilgan plyonkali kondansatörlarning ishdan chiqishi odatda elektr parametrlarining anormalliklari va jismoniy strukturaviy shikastlanishlarni o'z ichiga oladi.

 

Muvaffaqiyatsizlik rejimi	Oddiy ko'rinish	Uskunaga ta'siri
Imkoniyatlarning buzilishi	To'satdan nosozlik paydo bo'lgunga qadar nominal diapazonda qolgan holda sig'imning bosqichma-bosqich kamayishi	Kompensatsiyaning kamayishi, vaqt xatolari, tebranishning beqarorligi
Izolyatsiyaning buzilishi	Oqish oqimining ortishi va izolyatsiya qarshiligining pasayishi	Yuqori issiqlik yo'qotilishi, termal qochib ketish xavfi ortadi
Dielektrik parchalanish	Dielektrik plyonkaning erishi va teshilishi, o'tkazuvchan yo'llarni hosil qiladi	Qisqa tutashuv-yoqilishi va uskunaning to‘liq nosozligi
Strukturaviy nosozlik	Ichki yoriqlar, lehim qo'shimchasining ajralishi, paketning yorilishi	Ochiq{0}}sxemadagi nosozlik va oqim oqimining uzilishi

 

II, metalllashtirilgan plyonkali kondansatkichlarning asosiy ishdan chiqish mexanizmlari

1. Elektrokimyoviy korroziya va namlikning kirib kelishi

Elektrokimyoviy korroziya AC filtrlash va quvvat kompensatsiyasi ilovalaridagi asosiy qarish mexanizmlaridan biridir.

 

Metalllashtirilgan plyonkali kondansatörning muhrlanish ko'rsatkichlari etarli bo'lmaganda, namlik ichki tuzilishga kirib, havo parchalanish kuchlanishini kamaytiradi va kino qatlamlari orasidagi ionlanishni tezlashtiradi. Ushbu ionlanish jarayonida hosil bo'lgan ozon metalllashtirilgan elektrodlarni (Zn/Al) oksidlaydi va{1}}ZnO va Al₂O₃ kabi o'tkazuvchan bo'lmagan oksidlarni hosil qiladi. Oksidlanish jarayoni davom etar ekan, samarali elektrod maydoni asta-sekin kamayadi, bu esa doimiy sig'imning buzilishiga olib keladi.

 

Nisbiy namlik 85% dan oshadigan muhitda metalllashtirilgan qatlam ichida elektrokimyoviy migratsiya ham sodir bo'lib, o'tkazuvchan dendritlarni hosil qilishi mumkin, bu esa oxir-oqibat elektrodlararo qisqa tutashuvlarni keltirib chiqarishi mumkin.

 

Oltingugurt-tarkibida yoki kislotali gazli muhitda korroziya tezligi 3-5 baravar oshishi mumkin. Terminal qalay qoplamasining korroziyasi kontakt qarshiligini sezilarli darajada oshiradi, bu esa haddan tashqari issiqlik va ulanishning buzilishiga olib keladi.

 

Asosiy effektlar

• Imkoniyatlarning buzilishi
• Kamaytirilgan izolyatsiya qarshiligi
• Terminalning haddan tashqari qizishi
• Qisqa tutashuv xavfi-

 

2. Elektr stressi va takroriy{1}}o'z-o'zini davolash yo'qotishlari

Metalllashtirilgan plyonkali kondensatorlarning asosiy xususiyatlaridan biri bu ularning o'z-o'zini davolash-qobiliyatidir. Mahalliylashtirilgan dielektrik buzilish sodir bo'lganda, buzilish atrofidagi metalllashtirilgan qatlam tezda bug'lanadi, shikastlangan joyni izolyatsiya qiladi va kondansatkichning normal ishlashini ta'minlaydi.

Biroq, takroriy{0}}o'z-o'zini davolash hodisalari samarali metalllashtirilgan elektrod maydonini asta-sekin iste'mol qiladi, bu esa to'plangan sig'imning pasayishiga va kuchlanishga chidamlilik qobiliyatining zaiflashishiga olib keladi.

 

Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki:

• Tez-tez o'z-o'zidan tiklanadigan zaryadsizlanishlar sig'imning buzilishini sezilarli darajada tezlashtiradi
• Dielektrik qarshilik kuchlanishi sig'imning pasayishi bilan birga kamayadi
• Qolgan sig'imning pastligi izolyatsiyaning yomon ishlashiga olib keladi

 

3. Haddan tashqari kuchlanish effektlari

Haddan tashqari kuchlanish halokatli dielektrik parchalanish uchun bevosita tetikdir.

 

Kondensator quvvatining yo'qolishi taxminan ish kuchlanishining kvadratiga ko'payganligi sababli, haddan tashqari kuchlanishning uzoq-muddatli ishlashi dielektrikning qarishini va ichki isitishni tezlashtiradi. Shu bilan birga, kommutatsiya operatsiyalari yoki tarmoq buzilishi natijasida kelib chiqadigan vaqtinchalik kuchlanish kuchlanishi nominal kuchlanishdan bir necha baravar ko'p bo'lishi mumkin, bu esa dielektrik qatlamni to'g'ridan-to'g'ri teshib qo'yadi.

 

IEEE tadqiqotiga ko'ra:

Elektr maydon kuchi 10⁶ V/sm ga yetganda, ichki zaryadsizlanish ehtimoli harorat bilan eksponent ravishda oshadi.

Haroratning har 10 daraja oshishi uchun qisman tushirish ehtimoli taxminan ikki baravar ortadi

 

Asosiy effektlar

• Tezlashtirilgan o'z-o'zini davolash{0}}
• Ichki haroratning oshishi
• Dielektrik ponksiyon
• Termal qochish
• To'satdan halokatli muvaffaqiyatsizlik

 

4.Multifizika ulanishi tezlashtirilgan qarish mexanizmlari

Ekstremal ish sharoitida,metalllashtirilgan plyonkali kondansatkichnosozliklar odatda elektr maydoni, harorat, namlik va mexanik kuchlanish o'rtasidagi bog'liq o'zaro ta'sirlardan kelib chiqadi.

 

4.1. Elektr maydoni - haroratni ulash

Yuqori harorat polipropilen (PP) plyonkaning dielektrik kuchini va dielektrik o'tkazuvchanligini pasaytiradi, natijada mahalliy elektr maydoni kuchayadi. Elektr maydonining kuchayishi ichki quvvat sarfini va haroratni yanada oshiradi va ijobiy geribildirim davrini yaratadi.

Bu hodisa mahalliylashtirilgan "issiq nuqtalar" ni keltirib chiqaradi, bu erda harorat bir necha yuz daraja Selsiyga ko'tarilishi mumkin, natijada dielektrik plyonka erishi va halokatli parchalanishiga olib keladi.

 

Oqibatlari

• Mahalliy termal kontsentratsiya
• Qisman zaryadsizlanishning kuchayishi
• Filmning erishi
• Termal buzilishning buzilishi

 

4.2. Harorat-mexanik kuchlanish ulanishi

Alyuminiy metallizatsiyasi va polipropilen dielektrik plyonkaning termal kengayish koeffitsientlari sezilarli darajada farqlanadi. Haroratning aylanishi paytida sezilarli darajada interfaal kesish stressi hosil bo'ladi.

 

Stress darajasi takroriy termal aylanish sharoitida 50 MPa ga yetishi mumkin. Materialning charchoq chegarasidan oshib ketgandan so'ng, metalllashtirilgan qatlamda mikro yoriqlar hosil bo'ladi.

 

Shu bilan birga, ko'tarilgan harorat tezlashadi:

• Metall tarqalishi
• Oksidlanish reaksiyalari
• Alyuminiy oksidi qatlamining o'sishi
• Haroratning har 10 daraja ko'tarilishi uchun oksidlanishning o'sish sur'ati taxminan uch barobar ortadi.

 

Oqibatlari

• Metallizatsiya yorilishi
• ESRning oshishi
• Elektr o'tkazuvchanligining pasayishi
• Tezlashtirilgan qarish

 

4.3. Mexanik kuchlanish birikmasi

PCB yig'ish, tashish, tebranish va o'rnatish paytida mexanik kuchlanish ham kondansatör ishonchliligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.

PCB egilish stressi 2000 mikroshtammdan oshib ketishi, uzoq muddatli tebranish yoki zarba yuki- bilan birga quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• Ichki plyonkaning yorilishi
• Lehim qo'shma charchoq
• Terminalni ajratish
• Paket deformatsiyasi

 

Ushbu mexanik mikro yoriqlar namlikning kirib borishi va korroziyaning tarqalishi uchun yo'llarga aylanadi, bu esa elektrokimyoviy qarishni yanada tezlashtiradi.

 

Oqibatlari

• Ochiq-sxema xatosi
• Vaqti-vaqti bilan elektr aloqasi
• Namlikning kirib borishi
• Qisqartirilgan ishlash muddati

 

5.Ishlab chiqarish va jarayondagi nuqsonlar

Ishlab chiqarishdagi nuqsonlar metalllashtirilgan plyonkali kondansatkichlarning erta ishdan chiqishining yana bir muhim manbai hisoblanadi.

 

Jarayon bilan bog'liq{0}}umumiy kamchiliklarga quyidagilar kiradi:

• Xom ashyo tarkibidagi aralashmalar
• Noto'g'ri metalllashtirilgan qatlam qalinligi
• Dielektrik plyonkadagi pinhole nuqsonlari
• To'liq bo'lmagan vakuumli quritish va namlash
• Yomon inkapsulyatsiya sifati

 

Ushbu nuqsonlar mahalliylashtirilgan elektr maydon kontsentratsiyasi nuqtalarini hosil qiladi, bu esa ish paytida qisman tushirish va dielektrik parchalanish ehtimolini oshiradi.

Qadoqlash paytida kiritilgan qoldiq ichki namlik xizmat muddatining dastlabki bosqichidan boshlab korroziya va izolyatsiyaning buzilishini yanada tezlashtiradi.

 

Oqibatlari

Erta-hayotdagi muvaffaqiyatsizlik

Lokalizatsiyalangan dielektrik parchalanish

Ishonchlilikning pasayishi

Qisqartirilgan xizmat muddati

 

III, Xulosa

ning ishonchliligimetalllashtirilgan plyonkali kondansatörlerelektr kuchlanishi, atrof-muhit sharoitlari, issiqlik boshqaruvi, mexanik yuklash va ishlab chiqarish sifati kuchli ta'sir ko'rsatadi. Barcha nosozlik mexanizmlari orasida elektrokimyoviy korroziya, takroriy o'z-o'zini davolash iste'moli, dielektrik parchalanish va ko'p fizikaviy ulanish effektlari-uzoq muddatli ishlash va xizmat muddatiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardir.

 

Kondensatorning ishonchliligi va ishlash muddatini yaxshilash uchun quyidagi choralar muhim ahamiyatga ega:

• Kengaytirilgan muhrlanish va namlikdan himoya qilish
• To'g'ri issiqlik boshqaruvi va shamollatish
• Haddan tashqari kuchlanish va garmonik bostirish
• O'rnatish paytida mexanik stressni kamaytirish
• Yuqori sifatli-dielektrik plyonka ishlab chiqarish va inkapsulyatsiya jarayonlari

 

Optimallashtirilgan dizayn, material tanlash va atrof-muhitni muhofaza qilish bilan metalllashtirilgan plyonkali kondansatkichlar zamonaviy elektr elektron tizimlarida barqarorlik, xavfsizlik va ishlash chidamliligini sezilarli darajada oshirishi mumkin.