ইলেক্ট্রোলাইটিক এবং পলিমার হাইব্রিড ক্যাপাসিটরগুলির প্রায় একই নকশা রয়েছে: তারা একটি ক্যাথোড সাইড এবং একটি অ্যানোড সাইড নিয়ে গঠিত এবং উভয়ই অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম দিয়ে তৈরি। অ্যানোড ফিল্ম একটি অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড স্তর গঠন করতে অক্সিডাইজ করা হয়, যা অস্তরক গঠন করে। কুণ্ডলীকৃত উপাদান (P1, P2) গঠনের জন্য দুটি ফিল্ম একটি বিচ্ছিন্নতা কাগজ ব্যবহার করে রোল আপ করা হয়।
P1
P2. ইলেক্ট্রোলাইটিক এবং পলিমার ক্যাপাসিটারের মৌলিক নকশা
দুটি ক্যাপাসিটরের মধ্যে পার্থক্য হল ফিলিং প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত উপাদান, যেখান থেকে নামটি এসেছে: ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলি একটি ইলেক্ট্রোলাইট দিয়ে পূর্ণ হয়, যখন পলিমার হাইব্রিড ক্যাপাসিটারগুলি একটি পলিমারিক ইলেক্ট্রোলাইট বা কঠিন এবং তরল পলিমারের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।
উভয় ক্যাপাসিটরই অনেক সুবিধা প্রদান করে, যেমন ছোট আকারের কিন্তু উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্স মান, কম খরচ, এবং SMD, THT বা স্ন্যাপ-ইন ডিজাইনের মতো বিস্তৃত ডিজাইনের জন্য উপযুক্ততা।
পলিমার হাইব্রিড ক্যাপাসিটরগুলির ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের তুলনায় উচ্চতর রিপল কারেন্ট ক্ষমতা থাকে, সেইসাথে কম তাপমাত্রায় কম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে আরও স্থিতিশীল ক্যাপাসিট্যান্স থাকে। উভয় ক্যাপাসিটর প্রযুক্তির অসুবিধা হল তাদের সীমিত পরিষেবা জীবন। অপারেশন চলাকালীন, ইলেক্ট্রোলাইট বা তরল পলিমার সঙ্কুচিত হবে (P3)।
P3. অপারেশন চলাকালীন ইলেক্ট্রোলাইট বা তরল পলিমার ছড়িয়ে পড়ে, যা ক্যাপাসিটরের পরিষেবা জীবনকে ছোট করে।
আরহেনিয়াস সমীকরণ মোটামুটিভাবে ক্যাপাসিটরের সার্ভিস লাইফ অনুমান করতে পারে।
ইলেক্ট্রোলাইটিক এবং পলিমার হাইব্রিড ক্যাপাসিটরগুলির পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে সবচেয়ে বড় ফ্যাক্টর হল ক্যাপাসিটরের মূল তাপমাত্রা, যা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং প্রবাহিত তরঙ্গের স্তরের সাথে বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, উচ্চ রিপল কারেন্টের কারণে যান্ত্রিক চাপ অক্সাইড স্তরকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, যার ফলে একটি স্ব-নিরাময় প্রভাব যা অতিরিক্ত ইলেক্ট্রোলাইট গ্রহণ করে। স্ব-নিরাময় হল ইলেক্ট্রোলাইট এবং অ্যালুমিনিয়ামের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে অক্সাইড স্তর পুনরুদ্ধার করার জন্য ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার এবং পলিমার হাইব্রিড ক্যাপাসিটারের ক্ষমতা। ইলেক্ট্রোলাইট সংকোচনের ফলে বৈদ্যুতিক পরামিতি যেমন ক্যাপাসিট্যান্স এবং পরামিতি যেমন সমতুল্য সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR) এবং ক্ষতির কারণের অবনতি ঘটতে পারে।
জীবনের সমাপ্তি সাধারণত এমন একটি পর্যায় যেখানে ডেটা শীট প্যারামিটারগুলি (সাধারণত ক্যাপাসিট্যান্স লস এবং ক্ষতির ফ্যাক্টর শতাংশ বৃদ্ধি) পূরণ হয় না।
চূড়ান্ত পণ্যের টার্গেট অপারেশন চলাকালীন বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলি পূরণ করে এমন ক্যাপাসিটর পণ্যগুলি সনাক্ত করার সময়, ব্যবহারকারী প্রাথমিক মূল্যায়নের জন্য আরহেনিয়াস সমীকরণ ব্যবহার করতে পারেন। P4 তে দেখানো হয়েছে, ডিফিউশন সহগের একটি ফাংশন হিসাবে পরিষেবা জীবন মূলত আরহেনিয়াস সমীকরণের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। এইভাবে, একটি অঙ্গুষ্ঠের নিয়ম হিসাবে, এটি নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে: অপারেটিং তাপমাত্রায় 50 ডিগ্রি ফারেনহাইট (10 ডিগ্রি) হ্রাস পরিষেবা জীবনকে দ্বিগুণ করে।
P4. আরহেনিয়াস সমীকরণ এবং পরীক্ষামূলক পদ্ধতি উভয়ই দেখায় যে অপারেটিং তাপমাত্রা 50 ডিগ্রি ফারেনহাইট (10 সে.) হ্রাস পেয়েছে
ক্যাপাসিটরের আয়ু দ্বিগুণ করে, প্রায় সামঞ্জস্যপূর্ণ ফলাফল প্রদান করে
Arrhenius সমীকরণ শুধুমাত্র একটি মোটামুটি নির্দেশিকা প্রদান করে, কারণ এটি স্ব-গরম প্রভাবের উপর তরঙ্গ প্রবাহের উল্লেখযোগ্য প্রভাবকে বিবেচনা করে না।
আজীবন গণনার জন্য একটি সঠিক মান পেতে, ব্যবহারকারীকে উপযুক্ত ক্যাপাসিটর সরবরাহকারীর সাথে কাজ করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এই গণনার জন্য গ্রাহককে প্রাসঙ্গিক তাপমাত্রা পরিসরে প্রকৃত অপারেটিং ঘন্টার বিবরণ দিয়ে একটি টাস্ক প্রোফাইল প্রদান করতে হবে।
P5. নমুনা টাস্ক প্রোফাইল দেখায় যে বিক্রেতার জীবনকাল সঠিকভাবে গণনা করার জন্য কোন পরামিতি প্রয়োজন
প্রতিটি সরবরাহকারী তার নিজস্ব পণ্যগুলির জন্য একটি পৃথক গণনা ব্যবহার করে, যার মধ্যে তাপমাত্রা প্রোফাইল এবং রিপল কারেন্ট লোড রয়েছে। অতএব, সরবরাহকারীরা বিস্তারিত আজীবন গণনার জন্য গ্রাহকের দেওয়া টাস্ক প্রোফাইল ব্যবহার করতে পারেন।
এটি অতিরিক্ত-নির্দিষ্ট এবং আরও ব্যয়বহুল ক্যাপাসিটর ব্যবহার রোধ করে।
তাপ সিঙ্কের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি তাপ অপচয়ের উন্নতি করার একটি ভাল উপায় এবং এইভাবে ক্যাপাসিটরের আয়ু বাড়ানো। উদাহরণস্বরূপ, ফ্যান বা জল ব্যবহারের মাধ্যমে সক্রিয় শীতলকরণ ভাল তাপ অপচয় নিশ্চিত করতে পারে। উপাদানগুলি যাচাই করার সময় এবং পরিষেবা জীবন গণনা করার সময় ব্যবহারকারীরা এই ধরণের শীতল ধারণাটি বিবেচনা করতে পারেন।
ক্যাপাসিটরের সাথে কুলিং এলিমেন্টের সংযোগও একটি মূল ভূমিকা পালন করে।
শীতল উপাদানটিকে সরাসরি উপাদানের সাথে সংযুক্ত করা প্রায়শই এটিকে বোর্ডের অন্য পাশে রাখার চেয়ে বেশি কার্যকর। উপরন্তু, ক্যাপাসিটরের পেরিফেরাল ইউনিট বিবেচনা করা প্রয়োজন, কারণ এটি পিনের মাধ্যমে একযোগে তাপ বিকিরণ করে এবং শোষণ করে, বিশেষ করে যদি পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর বা অন্যান্য তাপ উৎপন্নকারী উপাদান কাছাকাছি ইনস্টল করা থাকে। যদি অভিজ্ঞতামূলক ডেটা (যেমন, অন-স্টেট তাপমাত্রা, বর্তমান, ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি) পাওয়া যায়, তাহলে এই তাপ ইনপুটটি জীবনকালের গণনার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে।
ব্যবহারকারী যদি তাপীয় পরিবাহী পেস্ট বা প্যাড ব্যবহার করেন, তবে তাদের তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতাই নির্ধারক ফ্যাক্টর। মান যত কম হবে, তাপীয় দক্ষতা তত বেশি হবে। যদি শীতল উপাদানটিকে বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন করার প্রয়োজন হয় তবে একটি উত্তাপক তাপীয় পেস্ট বা একটি উপযুক্ত সোল্ডার প্যাড নির্বাচন করা উচিত।
ব্যবহারকারী যদি তার নিজস্ব গণনা বা সিমুলেশন করতে চায়, তাপ প্রতিরোধের মডেলগুলি সরবরাহকারীর কাছ থেকে ক্যাপাসিটরের মূল (ওয়াইন্ডিং উপাদান) থেকে পা এবং প্যাকেজ পর্যন্ত পাওয়া যেতে পারে।
যদি তাপ অপচয় এবং তাপ প্রতিরোধের শীর্ষ কভার বা পিসিবি থেকে শীতল উপাদান সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায়, অতিরিক্ত তাপ অপচয় বা সরবরাহ অনুমান করা যেতে পারে। একবার সম্ভাব্য তাপ অপচয় যাচাই করা হলে, সরবরাহকারী বোর্ড লেআউটের জন্য উচ্চতর রিপল স্রোত ব্যবহারের অনুমতি দিতে পারে, তবে সরবরাহকারীর দ্বারা নির্দিষ্ট করা সর্বোচ্চ রিপল কারেন্ট অতিক্রম না করা হয়, কারণ এটি ক্যাপাসিটরের উপর একটি যান্ত্রিক লোড চাপিয়ে দেবে।
P6. ক্যাপাসিটরের তাপীয় সমতুল্য সার্কিট ডায়াগ্রাম
একটি ক্যাপাসিটর পণ্য নির্বাচন করার সময়, প্রাথমিক নির্দেশিকা মান নির্ধারণ করতে Arrhenius সমীকরণ ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়। টাস্ক প্রোফাইল ব্যবহার করে, অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্বাচিত ক্যাপাসিটরের জীবনকাল সঠিকভাবে গণনা করা যেতে পারে, যা রিপল কারেন্ট দ্বারা সৃষ্ট স্ব-উষ্ণতার মাত্রাকেও বিবেচনা করে। ক্যাপাসিটরের জীবনকাল সর্বাধিক করার জন্য, ব্যবহারকারীর উচিত সম্ভাব্য শীতল ধারণাগুলি তদন্ত করা এবং বিকাশের পর্যায়ে সরবরাহকারী বা পরিবেশককে জড়িত করা উচিত।