ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียมแบบชิปที่ทนต่อการสั่นสะเทือนชนิดของเหลว ช่วยให้รถยนต์บินได้ในระดับความสูงต่ำ: คำถามที่พบบ่อย

1. ถาม: บริษัท Yongming Capacitors อ้างว่าความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนของผลิตภัณฑ์ดีขึ้นจาก 5-10g เป็น 10-30g ค่า “g” ในที่นี้หมายถึงเงื่อนไขการทดสอบแบบใด เป็นการสั่นสะเทือนแบบสุ่มหรือแบบไซน์ และมีมาตรฐานการทดสอบอย่างไรบ้าง

A: ในที่นี้ “g” หมายถึงความเร่งโน้มถ่วง ซึ่งเป็นหน่วยของความเร่งในการทดสอบการสั่นสะเทือน พารามิเตอร์ความต้านทานการสั่นสะเทือน 10-30g โดยทั่วไปจะอิงตามการทดสอบการสั่นสะเทือนแบบไซน์ ซึ่งจำลองความเครียดจากการสั่นสะเทือนเป็นระยะที่ผลิตภัณฑ์ได้รับระหว่างการขนส่งและการใช้งาน มาตรฐานการทดสอบของผลิตภัณฑ์อ้างอิงถึงข้อกำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรม เช่น IEC 60068-2-6 (มาตรฐานคณะกรรมการไฟฟ้าสากล) เพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรงเชิงกลในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูง

2. ถาม: นอกจากความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนแล้ว ตัวเก็บประจุแบบเหลวนี้มีข้อดีเฉพาะด้านใดบ้างเมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุแบบชิปเหลวทั่วไปและตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตทที่มีคุณสมบัติเดียวกันในแง่ของ ESR (ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า) และความสามารถในการรับกระแสริปเปิล?

A: เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุเหลวทั่วไป ผลิตภัณฑ์นี้ ด้วยการปรับปรุงแผ่นฟอยล์อิเล็กโทรดและสูตรอิเล็กโทรไลต์ ทำให้มีค่า ESR ต่ำกว่าและกระแสริปเปิลที่สูงกว่าในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง ตั้งแต่ -40°C ถึง +105°C/125°C ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับมือกับพัลส์กระแสขนาดใหญ่ในระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตท ผลิตภัณฑ์นี้มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีกว่าในอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง และหลีกเลี่ยงลักษณะการไบแอส DC ของตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตท ส่งผลให้ค่าความจุมีความเสถียรมากขึ้นเมื่อแรงดันเปลี่ยนแปลง

3. ถาม: ช่วงอุณหภูมิการทำงานของผลิตภัณฑ์นี้คือเท่าไร? โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีระดับความสูงมากและอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเครื่องบินที่บินในระดับความสูงต่ำอาจพบเจอ ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุที่อุณหภูมิต่ำเป็นอย่างไร (เช่น การเปลี่ยนแปลงของ ESR ที่ -40°C)?

A: ช่วงอุณหภูมิการทำงานของผลิตภัณฑ์มาตรฐานคือ -40°C ถึง +105°C โดยบางรุ่นสามารถใช้งานได้ถึง +125°C สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีระดับความสูงและอุณหภูมิต่ำ เราได้ปรับปรุงสูตรอิเล็กโทรไลต์เป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการเพิ่มขึ้นของ ESR ยังคงอยู่ในช่วงที่ควบคุมได้ที่อุณหภูมิต่ำมากถึง -40°C ซึ่งรับประกันเสถียรภาพของระบบระหว่างการสตาร์ทในสภาพอากาศเย็นและการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

4. ถาม: โครงสร้างของตัวเก็บประจุแบบ “mount-mount” คืออะไรกันแน่? มันช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนได้อย่างไร? เป็นไปได้ด้วยสารประกอบหล่อเย็นพิเศษ โครงสร้างทางกลพื้นฐาน หรือการออกแบบเฟรมตะกั่วหรือไม่?

A: ตัวเก็บประจุแบบ “mount-mount” หมายถึงตัวเก็บประจุที่มีแกนยึดติดแน่นกับฐานโลหะหรือเรซิน จากนั้นจึงทำการติดตั้งแบบ SMT (Surface Mounting) ผ่านแผ่นสัมผัสบนฐาน ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนที่ดีขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับ: 1) โครงสร้างฐานที่แข็งแรงซึ่งกระจายแรงสั่นสะเทือนจาก PCB ไปยังฐานทั้งหมด 2) การยึดแกนภายในอย่างแน่นหนาเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรดภายใน และ 3) สารเคลือบประสิทธิภาพสูงเพื่อช่วยลดและดูดซับพลังงานจากการสั่นสะเทือน การออกแบบสามส่วนนี้ร่วมกันทำให้ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนดีขึ้นอย่างมาก

5. ถาม: ตัวเก็บประจุต้องเผชิญกับความท้าทายอะไรบ้างในวงจรขับปั๊มน้ำ/ปั๊มน้ำมันในระบบจัดการความร้อนของรถยนต์ (เช่น อุณหภูมิสูงและกระแสกระเพื่อมขนาดใหญ่)? Yung-Ming แก้ปัญหาเหล่านี้อย่างไร?

A: โดยทั่วไปแล้ว ตัวเก็บประจุในมอเตอร์ปั๊มน้ำ/ปั๊มน้ำมันจะใช้สำหรับกรองและบัฟเฟอร์เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ เพื่อรับมือกับกระแสริปเปิลขนาดใหญ่ที่เกิดจากการสวิตช์ความถี่สูง อุณหภูมิในห้องเครื่องสูง และการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์เอง ผลิตภัณฑ์ของเรามีความสามารถในการรับกระแสริปเปิลสูง ทนอุณหภูมิสูงถึง 105°C/125°C และทนต่อแรงกระแทก 10-30g จึงสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงดังกล่าว ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการควบคุมมอเตอร์

6. ถาม: ในระบบที่สำคัญต่อความปลอดภัย เช่น ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า (EPS) ตัวเก็บประจุมีโหมดความล้มเหลวแบบใดบ้าง? ยงหมิงมีวิธีการใดที่จะป้องกันความล้มเหลวร้ายแรง เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและวงจรเปิดได้มากที่สุด?

A: ในระบบ EPS การทำงานผิดพลาดของตัวเก็บประจุ (โดยเฉพาะการลัดวงจร) อาจทำให้ระบบหยุดทำงานได้ เราจึงปรับปรุงความน่าเชื่อถือด้วยวิธีการดังต่อไปนี้: 1) การใช้วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงและการควบคุมกระบวนการอย่างเข้มงวดเพื่อลดสิ่งเจือปนภายใน 2) การออกแบบวาล์วป้องกันการระเบิด (แม้จะเป็นแบบติดตั้งบนพื้นผิว แต่ก็มีกลไกการระบายแรงดันในโครงสร้าง) 3) การทดสอบกระแสไฟกระชากและแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ 100% เพื่อกำจัดความล้มเหลวก่อนกำหนด นอกจากนี้ ความทนทานต่อแรงกระแทกที่ดีเยี่ยมยังช่วยป้องกันการแตกหักภายใน (วงจรเปิด) หรือการลัดวงจรที่เกิดจากการสั่นสะเทือนได้โดยตรง

7. ถาม: ในระบบควบคุมการบินของเครื่องบินที่บินในระดับความสูงต่ำ หน้าที่หลักของตัวเก็บประจุคืออะไร? ใช้สำหรับการกรองพลังงาน การเก็บพลังงาน หรือการเชื่อมต่อสัญญาณหรือไม่?

A: โดยหลักแล้ว ตัวเก็บประจุจะใช้ในวงจรจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ควบคุมการบินและตัวขับมอเตอร์เซอร์โว ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตัวกรอง และตัวจ่ายกระแสพัลส์แบบทันที ระบบควบคุมการบินมีความต้องการสูงมากในเรื่องความบริสุทธิ์ของแรงดันไฟฟ้าและการตอบสนองแบบทันที ประสิทธิภาพที่เสถียรของตัวเก็บประจุจึงเป็นสิ่งสำคัญในการรับประกันข้อมูลเซ็นเซอร์ที่แม่นยำและการตอบสนองของเซอร์โวที่รวดเร็ว

8. ถาม: สเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงการไหลของอากาศที่เครื่องบินประสบนั้นมีความซับซ้อน ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับการสั่นสะเทือนในช่วงความถี่เฉพาะ (เช่น 50Hz-2000Hz) หรือไม่?

A: ใช่ครับ การทดสอบการสั่นสะเทือนของเราครอบคลุมช่วงความถี่กว้างทั่วไป (เช่น 10Hz ถึง 2000Hz) โดยให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับย่านความถี่กลางถึงสูงที่เกี่ยวข้องกับแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนทั่วไปของเครื่องบิน (เช่น มอเตอร์ ใบพัด) ด้วยการออกแบบโครงสร้าง ความถี่เรโซแนนซ์จะหลีกเลี่ยงย่านความถี่วิกฤตเหล่านี้ จึงรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ภายใต้สภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนที่ซับซ้อน

9: ถาม: เครื่องบินที่บินในระดับความสูงต่ำมีความไวต่อน้ำหนักมาก ตัวเก็บประจุนี้สามารถทนต่อการสั่นสะเทือนสูงได้อย่างไร ในขณะที่ควบคุมน้ำหนักและขนาดได้ มีการออกแบบให้มีน้ำหนักเบาหรือไม่?

A: ในระหว่างกระบวนการออกแบบ เราได้สร้างสมดุลระหว่างความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนกับการลดขนาด โดยการใช้ฟอยล์อิเล็กโทรดที่มีความจุสูงเพื่อลดปริมาตรของตัวแพ็คเกจหลักสำหรับความจุเท่าเดิม และโดยการปรับปริมาณวัสดุฐานและวัสดุห่อหุ้มให้เหมาะสม ในขณะที่ยังคงรักษาระดับความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ 10-30 กรัม ปริมาตรและน้ำหนักยังคงอยู่ในระดับเดียวกับผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่มีคุณสมบัติเดียวกัน ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านน้ำหนักเบาของเครื่องบิน

10Q: เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุแบบโซลิด ตัวเก็บประจุแบบเหลวมักมีอายุการใช้งานจำกัด (อิเล็กโทรไลต์แห้ง) หยุงหมิงแก้ปัญหานี้ได้อย่างไร?

A: เรายืดอายุการใช้งานด้วยเทคโนโลยีหลักสองประการ ได้แก่ 1) การใช้อิเล็กโทรไลต์แบบผสมที่มีแรงดันแฟลชสูงและความดันไอต่ำเพื่อลดการสูญเสียจากการระเหยที่อุณหภูมิสูง และ 2) การใช้จุกยางปิดผนึกประสิทธิภาพสูงเพื่อลดการซึมผ่านของอิเล็กโทรไลต์อย่างมาก ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุเหลวของเราที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีนัยสำคัญ