กระบวนการซ่อมแซมตนเองของตัวเก็บประจุและการวิเคราะห์กลไก

ในระหว่างการทำงานของตัวเก็บประจุที่เป็นโลหะเนื่องจากข้อบกพร่องของอิเล็กทริกหรือจุดโง่ในกระบวนการผลิตการวาบไฟตามกระแสไฟสูงทันทีจะเกิดขึ้นเฉพาะที่บนจาน พลังงานของกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นทันทีนี้จะไม่ทำลายฉนวนของตัวกลาง แต่จะนำไปสู่การลดชั้นโลหะของแผ่นในช่วงที่เล็กมากเท่านั้น และกระบวนการกลับสู่สถานะการทำงานปกติเรียกว่าการรักษาด้วยตนเอง บทความนี้จะแนะนำกลไกของกระบวนการรักษาตัวเอง ตัวเก็บประจุแบบโลหะถูกสร้างขึ้นบนวัสดุอิเล็กทริกโดยใช้อุปกรณ์การระเหยสุญญากาศสูงเพื่อเคลือบพื้นผิวเพื่อสร้างแผ่นตัวเก็บประจุ โดยทั่วไปชั้นโลหะคอมโพสิตสังกะสี-อลูมิเนียมสามารถระเหยได้บนกระดาษตัวเก็บประจุหรือสื่อฟิล์ม

โดยทั่วไปความหนาของตัวกลางจะอยู่ที่ไม่กี่ไมครอน และชั้นโลหะก็บางมาก ไม่มีวิธีใดที่จะวัดความหนาของชั้นโลหะได้ ความหนาควรเป็นไปตามลำดับอังสตรอม ซึ่งเป็น ZZ ที่เล็กที่สุดในหน่วยวัดความยาว เนื่องจากความหนาของชั้นการระเหยสังกะสี-อลูมิเนียมมีความสม่ำเสมอมาก ความหนาจึงแสดงได้โดยการวัดค่าความต้านทานปริมาตรของชั้นโลหะในระหว่างกระบวนการผลิต เนื่องจากความต้านทานของวัสดุเท่ากันและพื้นที่เดียวกัน ความต้านทานต่อปริมาตรจึงขึ้นอยู่กับความหนา เนื่องจากอาจมีจุดอ่อนในด้านความแข็งแรงทางไฟฟ้าในพื้นที่ของวัสดุไดอิเล็กตริกของตัวเก็บประจุ จึงอาจมีการบาดเจ็บทางกลหรือสิ่งเจือปนในกระบวนการผลิตด้วย

เมื่อตัวเก็บประจุทำงาน จะเกิดส่วนโค้งกะพริบเฉพาะที่ พลังงานของการกระแทกส่วนโค้งนี้สามารถระเหยชั้นโลหะเล็กๆ รอบข้อบกพร่องได้ แต่ไม่เพียงพอที่จะสลายหรือทำให้วัสดุอิเล็กทริกกลายเป็นคาร์บอน ตัวกลางยังคงมีสถานะเป็นฉนวน เนื่องจากการระเหยของโลหะมีช่วงน้อยมาก ดังนั้นช่วงข้อบกพร่องไดอิเล็กทริกดั้งเดิมจึงถูกแยกออกจากแผ่น และการสูญเสียพื้นที่แผ่นในช่วงเล็ก ๆ ทำให้ค่าความจุลดลงเล็กน้อยมาก ซึ่งสามารถละเลยได้

ตัวเก็บประจุทั้งหมดกลับสู่สภาวะการทำงานปกติ กระบวนการนี้เรียกว่าการรักษาตัวเองของตัวเก็บประจุ จุดซ่อมแซมตัวเองบนแผ่นตัวเก็บประจุแบบเคลือบโลหะและโครงสร้างแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง ฟังก์ชันการรักษาตัวเองเป็นคุณลักษณะเฉพาะของตัวเก็บประจุแบบโลหะ และตัวเก็บประจุที่มีโครงสร้างอื่นๆ เช่น ฟอยล์อิเล็กโทรด จะไม่มีฟังก์ชันนี้