ভোল্টেজ ক্যাপাসিটার সমান্তরালে: ব্যাংক রেটিং আসলে কি
ক্যাপাসিট্যান্স, কারেন্ট শেয়ারিং এবং ভোল্টেজ সিলিং এর জন্য একটি ব্যবহারিক গাইড যা যেকোনো সমান্তরাল ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ককে পরিচালনা করে।
একটি চার্জিং মডিউলের 400 ভি DC লিঙ্ক জুড়ে ছয়টি 470 µF স্ন্যাপ-ইন ক্যাপাসিটর একটি সারিতে বসে। অঙ্কনটি গ্রুপটিকে একটি 2,820 µF ব্যাঙ্ক বলে, এবং সবাই সেই সংখ্যাটিকে নিরীহ পাটিগণিত হিসাবে পড়ে। তারপরে কেউ জিজ্ঞাসা করে যে ছয়টি অবস্থানের মধ্যে দুটিতে 450 ভি এর পরিবর্তে 350 ভি অংশ দিয়ে জনবহুল হলে কী হবে এবং ঘরটি শান্ত হয়ে যায়।
এখানে যুক্তির আগে উত্তর আছে। সমান্তরালভাবে ক্যাপাসিটরগুলি একই ভোল্টেজ দেখতে পায়, তাদের ক্যাপাসিট্যান্সগুলি একসাথে যুক্ত হয়, তাদের সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধের ড্রপ হয় এবং সমগ্র ব্যাঙ্কের ভোল্টেজ রেটিং সারির সর্বনিম্ন রেটিং এর সমান হয়। গড় নয়, সর্বোচ্চ নয় এবং লেআউটটি উন্নত করতে পারে এমন কিছু নয়।
এই একক বাক্যটি সিদ্ধান্ত নেয় যে একটি ব্যাঙ্ক একটি উত্থান ইভেন্ট থেকে বেঁচে থাকবে বা গরম বিকেলে ইলেক্ট্রোলাইট বের করে দেবে। ক্যাপাসিটরগুলি সমান্তরালভাবে স্থাপন করা হলে আসলে কী পরিবর্তন হয়, কী পরিবর্তন হয় না এবং যোগ্যতার সময় কোন বিবরণগুলি কামড়াতে থাকে।
এক ভোল্টেজ, ভাগ করা চার্জ: কি সমান্তরাল সংযোগ পরিবর্তন
একটি সমান্তরাল বিন্যাসে টার্মিনালগুলি একসাথে বাঁধা থাকে, তাই প্রতিটি ক্যাপাসিটর একই সম্ভাব্য পার্থক্য দেখে। চার্জ সমানভাবে ভাগ হয় না; এটি ক্যাপাসিট্যান্সের অনুপাতে বিভক্ত। 48 V এ, একটি 1,000 µF ক্যাপাসিটর তার পাশে বসা 100 µF ক্যাপাসিটরের দশগুণ চার্জ সঞ্চয় করে, যখন উভয়ই ঠিক একই ভোল্টেজ দ্বারা চাপে থাকে।
পাটিগণিত সহজ। মোট ক্যাপাসিট্যান্স হল স্বতন্ত্র মানের সমষ্টি, এবং সঞ্চিত শক্তি সেই মোটকে অনুসরণ করে:
- C মোট = C1 C2 ... Cn
- সঞ্চিত শক্তি = 1/2 x C মোট x V বর্গ
- সমতুল্য রেজিস্ট্যান্স এবং ইন্ডাকট্যান্স পারস্পরিক হিসাবে একত্রিত হয়, তাই অংশ যোগ করার সাথে সাথে তারা পড়ে যায়
| সম্পত্তি | সিরিজ ব্যাংক | সমান্তরাল ব্যাংক |
|---|---|---|
| মোট ক্যাপাসিট্যান্স | পারস্পরিক যোগ করুন | মান সরাসরি যোগ করুন |
| প্রতিটি অংশ জুড়ে ভোল্টেজ | বিভক্ত করে; সবচেয়ে ছোট ক্যাপাসিটর সবচেয়ে বড় অংশ নেয় | ব্যাঙ্কের প্রতিটি ক্যাপাসিটরের জন্য অভিন্ন৷ |
| গ্রুপের ভোল্টেজ রেটিং | যোগ করে, ভারসাম্য বজায় রাখা হয় | সর্বনিম্ন একক রেটিং সমান |
| ভারসাম্যপূর্ণ হার্ডওয়্যার | সাধারণত প্রয়োজন হয় | প্রয়োজন নেই |
| আদর্শ ভূমিকা | উচ্চ-ভোল্টেজ স্ট্রিং এবং স্ট্যাক করা লিঙ্ক | বাল্ক স্টোরেজ, ডিকপলিং, রিপল শেয়ারিং |
| দুর্বলতম অংশ ঝুঁকি | ক্ষুদ্রতম ক্যাপাসিটরের উপর ওভারভোল্টেজ | সর্বনিম্ন-ইএসআর ক্যাপাসিটরে ওভারহিটিং |
একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্কের ভোল্টেজ রেটিং, স্পষ্টভাবে বলা হয়েছে
ক্যাপাসিট্যান্স সমান্তরাল যোগ করে। ভোল্টেজ রেটিং দেয় না। ব্যাঙ্কটি কেবল সারিতে সর্বনিম্ন সংখ্যার উত্তরাধিকারী হয়৷
একটি 63 ভি ক্যাপাসিটর এবং একটি 35 ভি ক্যাপাসিটর সমান্তরালভাবে একটি 35 ভি ব্যাঙ্ক তৈরি করে। 63 V অংশটি তার নিজস্ব সিলিং থেকে অনেক নীচে চলে, যা ক্যাপাসিটরের জন্য ক্ষতিকারক নয় এবং স্কিম্যাটিক নোট পড়া যে কেউ বিভ্রান্তিকর।
নিয়মের একটি দ্বিতীয় স্তর রয়েছে: রেট করা ভোল্টেজ কাজ ভোল্টেজ নয়। অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক্স সাধারণত মার্জিন দিয়ে পরিচালিত হয়। রেটেড ভোল্টেজের 80 শতাংশে বসে থাকা ঘর-তাপমাত্রার ডিজাইনের জন্য একটি সাধারণ বেসলাইন; হাই-রিপল বা 105 ডিগ্রি সেলসিয়াস ডিজাইন প্রায়শই 70 শতাংশের দিকে চলে যায় এবং দীর্ঘজীবী শিল্প পণ্য এখনও কম যেতে পারে।
সার্জ রেটিং ভোল্টেজ কাজ করছে না. একটি অংশ যা তার রেটেড ভোল্টেজে একটি স্বল্প বৃদ্ধি সহ্য করে তাকে সেখানে অবিচ্ছিন্নভাবে থাকতে বলা উচিত নয় এবং একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্ক কোনও ভাগ করা মার্জিন অফার করে না যা একটি একক ক্যাপাসিটরের থাকবে না।
| রেটেড ভোল্টেজ | 80 শতাংশ লক্ষ্য | লক্ষ্যমাত্রা ৭০ শতাংশ |
|---|---|---|
| 25 ভি | 20 ভি | 17.5 ভি |
| 35 V | 28 ভি | 24.5 ভি |
| 50 V | 40 ভি | 35 V |
| 63 V | 50 V | 44 ভি |
| 100 ভি | 80 ভি | 70 ভি |
| 200 ভি | 160 ভি | 140 ভি |
| 400 V | 320 ভি | 280 ভি |
| 450 ভি | 360 V | 315 ভি |
কেন সমান্তরাল ব্যাংক তাদের বোর্ড স্থান উপার্জন
সমান্তরাল সংযোগ রোধ এবং ইন্ডাকট্যান্সকে একইভাবে বিভক্ত করে যেভাবে প্রতিরোধক একত্রিত হয়। 100 মিলিওহম ইএসআর সহ পাঁচটি ক্যাপাসিটর একটি 20 মিলিওহম উপাদানের মতো গ্রুপ হিসাবে আচরণ করে। নিম্ন সমতুল্য প্রতিরোধের অর্থ একটি প্রদত্ত তরঙ্গ প্রবাহে কম অভ্যন্তরীণ উত্তাপ, এবং কম গরম করার অর্থ দীর্ঘ জীবন; সবচেয়ে পরিচিত নিয়ম হল যে প্রতি 10 °সে মূল তাপমাত্রার হ্রাস পরিষেবা জীবনকে প্রায় দ্বিগুণ করে।
যদিও রিপল স্রোত সমানভাবে বিভক্ত হয় না। এটি প্রতিবন্ধকতা অনুযায়ী বিভক্ত হয়, তাই ব্যাঙ্কের সর্বনিম্ন-ESR ক্যাপাসিটর সবচেয়ে বেশি শেয়ার বহন করে এবং সবচেয়ে গরম চালায়। প্রতি-পার্ট শেয়ারের পরিবর্তে শুধুমাত্র ব্যাঙ্কের মোট রিপল রেটিং চেক করা হচ্ছে, কীভাবে একটি একক উষ্ণ তাপ ক্যামেরার অধীনে প্রদর্শিত হতে পারে।
লেআউট হিমায়িত হওয়ার আগে, এটি পুনরায় দেখার মূল্য কিভাবে ESR আকার তরঙ্গ প্রবাহ এবং তাপ একটি অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরে, কারণ সেই সম্পর্কটি একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্কের প্রকৃত সীমা নির্ধারণ করে।
অমিল অংশ এবং মাইগ্রেট যে স্ট্রেস
একই উত্পাদন চালানোর দুটি ক্যাপাসিটর ক্যাপাসিট্যান্সে 20 শতাংশ এবং ESR-তে যথেষ্ট পরিমাণে পার্থক্য করতে পারে, বিশেষ করে যখন তারা বিভিন্ন লট বা বিভিন্ন স্টোরেজ অবস্থা থেকে আসে। একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্কে যে স্প্রেড অসম ভোল্টেজের পরিবর্তে অসম কারেন্ট শেয়ারিং হিসাবে দেখায়।
ব্যর্থতার ক্রমটি বানান করা মূল্যবান, কারণ এটি বিরোধী। সর্বনিম্ন-ESR অংশটি সর্বাধিক লহরী কারেন্ট বহন করে এবং সবচেয়ে উষ্ণতম সঞ্চালিত হয়। তাপ ইলেক্ট্রোলাইট শুকিয়ে যায়, যা ESR বাড়ায় এবং ক্যাপাসিট্যান্স কমিয়ে দেয়। এর ESR আরোহণের সাথে সাথে, এর কারেন্টের অংশ হ্রাস পায় এবং অবশিষ্ট ক্যাপাসিটারগুলি পার্থক্যটি শোষণ করে। ব্যাঙ্ক কদাচিৎ সব একবারে ব্যর্থ হয়; এটি স্ট্রেসকে আংশিক থেকে আংশিক ঘোরায় যতক্ষণ না কেউ বেরোতে পারে।
এমনকি প্রোটোটাইপ তৈরির সময়ও একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্কের মধ্যে ভোল্টেজ রেটিংগুলিকে কখনও মিশ্রিত করবেন না। যদি একটি ব্যাঙ্ককে সিরিজ বা লটগুলি একত্রিত করতে হয়, তাহলে সমাবেশের আগে ESR পরিমাপ করুন এবং যোগ্যতার মাধ্যমে উপকরণের বিল হিমায়িত করুন, কারণ একটি নীরব সরবরাহকারী পরিবর্তন বর্তমান ব্যালেন্সকে এমনভাবে পরিবর্তন করতে পারে যেভাবে কোনও পরিকল্পনা দেখাবে না।
কপার ম্যাটার যতটা ক্যাপাসিট্যান্স
কয়েক মিলিওহমের ট্রেস এবং বাসবার রেজিস্ট্যান্স 1 A-তে অপ্রাসঙ্গিক এবং 100 A-তে নির্ণায়ক। যদি একটি ক্যাপাসিটরের তামার পথ তার প্রতিবেশীর পথের চেয়ে 30 মিমি লম্বা হয়, তাহলে বর্তমান বিভাজন তামাকে অনুসরণ করবে, ডেটাশিট নয়। সিমেট্রিক লেআউট, সমান দৈর্ঘ্যের শাখা এবং একটি শেয়ার্ড স্টার পয়েন্ট হল স্ট্যান্ডার্ড ফিক্স।
একই যুক্তি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রযোজ্য, যেখানে সমতুল্য সিরিজ ইন্ডাকট্যান্স প্রাধান্য পায়। সমান্তরাল ক্যাপাসিটরগুলি যখন একটি কমপ্যাক্ট রিটার্ন পাথ ভাগ করে তখনই ব্যাঙ্কের লুপ ইনডাক্টেন্সকে হ্রাস করে; একটি বিস্তৃত লুপ জুড়ে তাদের ছড়িয়ে এবং সুবিধা বাষ্পীভূত হয়.
এই কারণেই কম-ইএসআর পলিমার যন্ত্রাংশ এবং বাল্ক ইলেক্ট্রোলাইটিক্স প্রায়শই একসাথে ব্যবহার করা হয়: পলিমার দ্রুত প্রান্তটি পরিচালনা করে, ইলেক্ট্রোলাইটিক ধীর শক্তির চাহিদাকে কভার করে এবং তামা সিদ্ধান্ত নেয় যে তার কাজটি হয় কিনা।
সমান্তরাল ব্যাঙ্কগুলির জন্য একটি ব্যবহারিক চেকলিস্ট
বেশিরভাগ সমান্তরাল ব্যাঙ্কের সমস্যাগুলি পাঁচটি সিদ্ধান্তে ফিরে আসে যেগুলি প্রাথমিকভাবে নেওয়া হয় এবং খুব কমই পুনঃবিবেচনা করা হয়। নীচের তালিকাটি এমন সংস্করণ যা উত্পাদনে ধরে রাখে।
- সর্বনিম্ন-রেটেড ক্যাপাসিটর থেকে ব্যাঙ্ক ভোল্টেজ সেট করুন, তারপর ডিরেটিং প্রয়োগ করুন: রুম-টেম্পারেচার ডিজাইনের জন্য ফ্লোর হিসাবে রেটিং 80 শতাংশ, হাই-রিপল বা হাই-টেম্পারেচার ডিউটির জন্য 70 শতাংশের কাছাকাছি।
- একটি রেটিং, একটি সিরিজ এবং আদর্শভাবে ব্যাঙ্ক জুড়ে একটি লট রাখুন। মিশ্র লট মানে মিশ্র ESR, এবং মিশ্র ESR মানে মিশ্র কারেন্ট।
- প্রতি ব্যাঙ্কের চেয়ে ক্যাপাসিটরের আকারের লহর, এবং অনুমান করুন সর্বনিম্ন-ESR অংশটি তার গাণিতিক ভাগের চেয়ে বেশি নেবে।
- তামাকে প্রতিসাম্যভাবে বিছিয়ে দিন, কারণ স্রোত বেড়ে গেলে সমান পথের দৈর্ঘ্য মোট তামার ক্ষেত্রফলের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।
- শুধুমাত্র একটি স্প্রেডশীট দিয়ে নয়, একটি ক্যামেরা দিয়ে সবচেয়ে খারাপ-কেস লোডের অধীনে তাপীয় ছবি নিশ্চিত করুন।
- একটি ব্যর্থ ক্যাপাসিটর কি করতে অনুমতি দেওয়া হয় তা আগেই সিদ্ধান্ত নিন। ভেন্টিং, শর্টিং এবং ক্রমান্বয়ে ক্যাপাসিট্যান্স লস তিনটি ভিন্ন ঘটনা যার তিনটি ভিন্ন ফলাফল রয়েছে।
যখন সমান্তরালে আরও ক্যাপাসিটার সাহায্য করা বন্ধ করে
সমান্তরাল সংযোগ ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ায়। এটি কখনই ভোল্টেজের ক্ষমতা বাড়ায় না, যা একটি সিরিজ স্ট্রিং এর কাজ, এবং সিরিজ স্ট্রিংগুলির ব্যালেন্সিং প্রতিরোধকের প্রয়োজন কারণ ক্যাপাসিট্যান্স সহনশীলতা সরাসরি ভোল্টেজ ভারসাম্যহীনতায় পরিণত হয়।
সঞ্চিত শক্তিও ব্যাংকের সাথে বৃদ্ধি পায়। 400 V এ চার্জ করা একটি 2,820 μF ব্যাঙ্ক মোটামুটি 226 জুল ধারণ করে, এর সবকটিই একটি ফল্ট পাথ, ড্রপ করা টুল বা টেকনিশিয়ানের হাতে উপলব্ধ। ব্লিডার প্রতিরোধক, একটি সংজ্ঞায়িত ডিসচার্জ সময় এবং শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা ব্যাঙ্কের অংশ, ঐচ্ছিক অতিরিক্ত নয়।
আরও একটি সূক্ষ্মতা জানার যোগ্য। খুব ভিন্ন ক্যাপাসিট্যান্স মানের দুটি গ্রুপকে সমান্তরাল করা তাদের মধ্যে একটি অ্যান্টি-রেজোন্যান্স তৈরি করতে পারে, যেখানে মিলিত প্রতিবন্ধকতা পড়ার পরিবর্তে একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে বৃদ্ধি পায়। এটি বাল্ক এনার্জি স্টোরেজের ক্ষেত্রে খুব কমই গুরুত্বপূর্ণ, এবং এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিকপলিং নেটওয়ার্কগুলিতে অনেক গুরুত্বপূর্ণ।
সঞ্চিত শক্তি যে কোনো সমান্তরাল ব্যাঙ্কে বিপদ। প্রথম পাওয়ার-আপের আগে ব্লিডার সাইজিং, ডিসচার্জ টাইম এবং লকআউট পদ্ধতি নিশ্চিত করুন এবং একটি ক্যাপাসিটরকে লাইভ হিসাবে ডিসচার্জ করা হয়নি।
তিনটি সংখ্যা একটি সমান্তরাল ব্যাঙ্ক আচরণ করে কিনা তা নির্ধারণ করে: ভোল্টেজ রেটিং, যা সারির সর্বনিম্ন রেটিং; ক্যাপাসিট্যান্স, যা সমষ্টি; এবং ESR, যা পারস্পরিক সমষ্টির পারস্পরিক। যে ক্যাপাসিটরটি সবচেয়ে বেশি রিপল কারেন্ট বহন করে সেই ক্যাপাসিটরটির প্রতিরোধ ক্ষমতা সবচেয়ে কম এবং এটিই হবে সবচেয়ে গরম।
সেগুলি ঠিক করুন, তামার প্রতিসাম্য রাখুন এবং সামগ্রীর বিল স্থির রাখুন, এবং সমান্তরাল ব্যাঙ্কগুলি ডিজাইনাররা তাদের কাছে যা বলে তা ঠিক করে: তারা প্রতিবন্ধকতা কম করে, তাপ ছড়িয়ে দেয় এবং কয়েকটি অতিরিক্ত উপাদানের জন্য বছরের পরিষেবা জীবন কিনে নেয়। কারণ ব্যাঙ্কটি তার সবচেয়ে দুর্বল অংশের মতোই শক্তিশালী, একটি অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর সরবরাহকারী যা একটি সিরিজ জুড়ে সহনশীলতা এবং আজীবন ডেটা নথিভুক্ত করতে পারে সেই গণনাটিকে রক্ষা করা আরও সহজ করে তোলে৷
