Mae gan gynwysorau hybrid electrolytig a pholymer bron yr un dyluniad: maent yn cynnwys ochr catod ac ochr anod, ac mae'r ddau wedi'u gwneud o ffilm alwminiwm. Mae'r ffilm anod wedi'i ocsidio i ffurfio haen alwminiwm ocsid, sy'n ffurfio'r dielectrig. Mae'r ddwy ffilm yn cael eu rholio i fyny gan ddefnyddio papur ynysu i ffurfio'r elfen torchog (P1, P2).
P1
P2. Dyluniad sylfaenol cynwysyddion electrolytig a pholymer
Y gwahaniaeth rhwng y ddau gynhwysydd yw'r deunydd a ddefnyddir yn y broses lenwi, a dyna ble mae'r enw'n dod: mae cynwysyddion electrolytig yn cael eu llenwi ag electrolyt, tra bod cynwysyddion hybrid polymer yn defnyddio electrolyt polymerig neu gyfuniad o bolymerau solet a hylif.
Mae'r ddau gynhwysydd yn cynnig llawer o fanteision, megis maint bach ond gwerth cynhwysedd uchel, cost isel, ac addasrwydd ar gyfer ystod eang o ddyluniadau, megis dyluniadau SMD, THT neu snap-in.
Mae gan gynwysorau hybrid polymer gapasiti cerrynt crychdonni uwch na chynwysorau electrolytig, yn ogystal â gwrthiant mewnol is ar dymheredd isel a chynhwysedd mwy sefydlog ar amleddau uchel. Anfantais y ddwy dechnoleg cynhwysydd yw eu bywyd gwasanaeth cyfyngedig. Yn ystod y llawdriniaeth, bydd yr electrolyte neu'r polymer hylif yn crebachu (P3).
Ll3. Mae'r electrolyte neu'r polymer hylif yn tryledu yn ystod gweithrediad, sy'n byrhau bywyd gwasanaeth y cynhwysydd.
Gall hafaliad Arrhenius amcangyfrif yn fras oes gwasanaeth y cynhwysydd.
Y ffactor mwyaf sy'n effeithio ar fywyd gwasanaeth cynwysyddion hybrid electrolytig a pholymer yw tymheredd craidd y cynhwysydd, sy'n codi gyda'r tymheredd amgylchynol a lefel y cerrynt crychdonni a gymhwysir. Yn ogystal, gall straen mecanyddol oherwydd cerrynt crychdonni uchel niweidio'r haen ocsid, gan arwain at effaith hunan-iacháu sy'n defnyddio electrolyt ychwanegol. Hunan-iachau yw gallu cynwysyddion electrolytig a chynwysorau hybrid polymer i adfer yr haen ocsid trwy adwaith cemegol rhwng yr electrolyte ac alwminiwm. Gall crebachu electrolyte hefyd arwain at ddirywiad paramedrau trydanol megis cynhwysedd a pharamedrau megis ymwrthedd cyfres gyfatebol (ESR) a ffactor colled.
Diwedd oes fel arfer yw'r cam lle nad yw paramedrau'r daflen ddata (fel arfer y cynnydd mewn colled cynhwysedd a chanran y ffactor colled) yn cael eu bodloni.
Wrth nodi cynhyrchion cynhwysydd sy'n bodloni'r paramedrau trydanol yn ystod gweithrediad targed y cynnyrch terfynol, gall y defnyddiwr ddefnyddio hafaliad Arrhenius ar gyfer gwerthusiad cychwynnol. Fel y dangosir yn P4, mae bywyd y gwasanaeth fel un o swyddogaethau'r cyfernod tryledu yn cyfateb i raddau helaeth i hafaliad Arrhenius. Felly, fel rheol gyffredinol, gellir ei fynegi fel a ganlyn: mae gostyngiad o 50 gradd F (10 gradd) yn y tymheredd gweithredu yn dyblu bywyd y gwasanaeth.
Ll4. Mae hafaliad Arrhenius a'r dull empirig yn dangos bod gostyngiad yn y tymheredd gweithredu o 50 gradd F (10 C)
yn dyblu bywyd y cynhwysydd, gan ddarparu canlyniadau bron yn gyson
Mae hafaliad Arrhenius yn darparu canllaw bras yn unig, gan nad yw'n ystyried effaith sylweddol cerrynt crychdonni ar yr effaith hunan-wresogi.
Er mwyn cael gwerth cywir ar gyfer y cyfrifiad oes, argymhellir bod y defnyddiwr yn gweithio gyda'r cyflenwr cynhwysydd priodol. Mae'r cyfrifiad hwn yn ei gwneud yn ofynnol i'r cwsmer ddarparu proffil tasg yn manylu ar yr oriau gweithredu gwirioneddol yn yr ystod tymheredd perthnasol.
Ll5. Mae proffil tasg enghreifftiol yn dangos pa baramedrau sydd eu hangen ar y gwerthwr i gyfrifo'r oes yn gywir
Mae pob cyflenwr yn defnyddio cyfrifiad ar wahân ar gyfer ei gynhyrchion ei hun, sy'n cynnwys proffiliau tymheredd a llwythi cerrynt crychdonni. Felly, gall cyflenwyr ddefnyddio'r proffiliau tasg a ddarperir gan y cwsmer ar gyfer cyfrifiadau oes manwl.
Mae hyn hefyd yn atal y defnydd o gynwysorau gor-fanodol a drutach.
Mae cynyddu arwynebedd y sinc gwres yn ffordd dda o wella afradu gwres ac felly ymestyn oes y cynhwysydd. Er enghraifft, gall oeri gweithredol trwy ddefnyddio cefnogwyr neu ddŵr sicrhau gwell afradu gwres. Gall defnyddwyr ystyried y math hwn o gysyniad oeri wrth wirio cydrannau a chyfrifo bywyd gwasanaeth.
Mae cysylltiad yr elfen oeri â'r cynhwysydd hefyd yn chwarae rhan allweddol.
Mae cysylltu'r elfen oeri yn uniongyrchol â'r gydran yn aml yn fwy effeithiol na'i osod ar ochr arall y bwrdd. Yn ogystal, mae angen ystyried uned ymylol y cynhwysydd, gan ei fod yn pelydru ac yn amsugno gwres ar yr un pryd trwy'r pinnau, yn enwedig os gosodir lled-ddargludyddion pŵer neu gydrannau cynhyrchu gwres eraill gerllaw. Os oes data empirig (ee, tymheredd ar-wladwriaeth, cerrynt, foltedd ac amlder) ar gael, gellir ymgorffori'r mewnbwn gwres hwn yn y cyfrifiad oes.
Os yw'r defnyddiwr yn defnyddio pastiau neu badiau dargludol thermol, eu gwrthiant thermol yw'r ffactor tyngedfennol. Po isaf yw'r gwerth, yr uchaf yw'r effeithlonrwydd thermol. Os oes angen ynysu'r elfen oeri yn drydanol, dylid dewis past insiwleiddio thermol neu bad sodro addas.
Os yw'r defnyddiwr yn dymuno gwneud ei gyfrifiadau neu efelychiadau ei hun, gellir cael modelau gwrthiant thermol gan y cyflenwr o graidd y cynhwysydd (elfen weindio) i'r coesau a'r pecyn.
Os deellir yn llawn y gwasgariad gwres a'r gwrthiant thermol o'r clawr uchaf neu'r PCB i'r elfen oeri, gellir diddwytho afradu gwres ychwanegol neu gyflenwad. Unwaith y bydd y gwasgariad gwres posibl wedi'i wirio, gall y cyflenwr ganiatáu defnyddio ceryntau crychdonni uwch ar gyfer cynllun y bwrdd, ar yr amod nad eir y tu hwnt i uchafswm y cerrynt crychdonni a bennir gan y cyflenwr, gan y byddai hyn yn gosod llwyth mecanyddol ar y cynhwysydd.
P6. Diagram cylched cyfatebol thermol o gynhwysydd
Wrth ddewis cynnyrch cynhwysydd, argymhellir defnyddio hafaliad Arrhenius i bennu gwerthoedd canllaw cychwynnol. Trwy ddefnyddio'r proffil tasg, gellir cyfrifo oes y cynhwysydd a ddewiswyd ar gyfer y cais yn gywir, sydd hefyd yn ystyried faint o hunan-wresogi a achosir gan y cerrynt crychdonni. Er mwyn gwneud y mwyaf o oes y cynhwysydd, dylai'r defnyddiwr ymchwilio i gysyniadau oeri posibl a chynnwys y cyflenwr neu'r dosbarthwr yn ystod y cyfnod datblygu.