フィルムコンデンサの応用
心臓除細動器
除細動は突然の心臓死を治療する唯一の効果的な方法である
心臓除細動器は現在、広く臨床救助機器として使用されています。パルス電流を用いて心臓に作用し、電気ショック療法を実施し、不整脈を除去し、心臓を洞調律に戻します。.
その動作原理は、図に示すように、主に RLC 減衰放電方式を採用しています。
| 典型的なデータ | |
| エネルギー | 100～500J |
| 電圧 | 2000～5000VDC |
| キャパシタンス | 32〜200UF |
| 放電負荷 | 20Ω/50Ω/100Ω |
| 最大パルス電流 | 100～1kA |
まず、エネルギー貯蔵コンデンサCを充電し、コンデンサに一定量のエネルギーを蓄えます。除細動治療中は、C、インダクタンスL、および人体（負荷）が直列に接続され、人体の心臓に電気ショック治療を行います。
●蓄えられたエネルギー
除細動ショック前にエネルギー貯蔵装置に充電された電気エネルギー。コンデンサに蓄えられたエネルギーとコンデンサの電圧の関係：
E=½cu²
CRE フィルム コンデンサは、除細動器への応用を想定して特別にカスタマイズされた設計になっており、より高い性能上の利点があります。
市場の10,000回の耐用年数と比較して、特殊なフィルム構造設計により、充放電寿命は30,000回以上になります。
屋外などの不確実で過酷な環境での適用を考慮して、より高い信頼性を持つ特別な耐湿性と耐高温性の設計を採用しています。
特に、体外式自動除細動器（AED）の小容積設計（ハンドヘルド要件など）では、高エネルギー密度材料を使用することで、容積と重量が従来の設計よりも 50% 小さくなっています。
アプリケーション1:
特定の360J除細動器モデル、コンデンサモデルを選択：195UF / 2200VDC
仕様：
1、定格電圧（Un）：2200VDC
2、定格容量：200MFD
3、静電容量の許容差: 1KHz、+25℃において ε5%(J)
4、動作温度範囲：-25℃～+70℃
5、誘電正接（DF）：≤0.0060 AT 100Hz、+25℃
6、テスト電圧：端子間：2300VDC/10秒
7、絶縁抵抗：100VDC、+25℃で300秒通電後
端末間: 最小IRは5000秒以上でなければならない
端子対ケース:最小IRは3000M 2以上でなければならない
8、最大パルス立ち上がり時間（DV/DT）：5V/μs
9、最大ピーク電流: +25℃で1000アンペア
10、パルス放電試験（定格ピーク電流440A、充電電圧2200V、35ショット）
11、ケース材質：FR-PP、UL94 Vo、グレーホワイト
12、ポッティング材質：FR-エポキシ、UL94 Vo、グレーホワイト
13、リード線: 1x1 UL 3239 22AWG 150℃、白と赤
14、端子: YT396(A)(396-03JR)
15、期待寿命 10 Q 負荷で 2500 回の放電
16、日付コード: 日付コードは次の 4 桁です。
当社製品と市場で一般的な2社の製品を比較した試験では、高温多湿の使用条件下では当社製品の方が長寿命であることが示されました。
テスト条件:
1. 静的試験条件：容量、損失、等価直列抵抗を記録します。静的パラメータは、10,000回の充放電ごとに記録します。データ記録の精度を確保するため、収集時のコンデンサ温度は周囲温度に可能な限り近づける必要があります。試験は温度差≤5℃で実施します。
2. 動的試験条件：環境55℃、95%、試験端子電圧2200V.DC、充電時間4秒、放電時間1秒、電圧変化率DV/DT=4.7V/μS、パルスピーク電流940A、充放電20000回。試験加速パルス電流は、当社公称電流（585A）の1.6倍です。
3. テストプロセス：テスト前のコンデンサの静的パラメータ。
| いいえ。 | メーカー | 100Hzで | 1000Hzで | ||
| 静電容量(uF) | ロスタンジェント | ESR(mΩ) | |||
| 1# |  | FA** | 192.671 | 0.00678 | 55.6 |
| 2# | CRE | 192.452 | 0.00218 | 15.9 | |
| 3# | EI** | 190.821 | 0.00428 | 34.84 | |
●試験対象のコンデンサを試験電源に接続し、試験パラメータを設定し、温度および湿度試験室を指定された試験環境条件に調整します。
●設定されたパラメータに従って、コンデンサのインパルス放電テストを開始します。
●試験中に電圧が異常に変動したり、コンデンサが破壊したりした場合は、直ちに試験を中止し、コンデンサの静的データ収集と解析を行って、試験を続行する必要があるかどうかを確認する必要があります。
| 充電時間と放電時間 | 1#FA** | |||
| C(uF)@100Hz | tgδ@100Hz | ESR(mΩ） | 注記 | |
| 初期値 | 192.671 | 0.00678 | 55.6 | 492回の試験後、コンデンサの端子電圧は1720VDCまで低下し、静電容量は8.17%減少しました。試験を継続することは適切ではありません。 |
| 492回 | 176.932 | 0.00584 | 51.3 | |
| / | テストを停止する | |||
| 変化率 | -8.17% | 衰退 | -7.73% | |
| 充電時間と放電時間 | 2#CRE | |||||
| C(uF)@100Hz | tgδ@100Hz | ESR(mΩ） | 注記 | |||
| 初期値 | 192.452 | 0.00218 | 15.9 | 試験では、1W出力で0.72%、2W出力で2.15%の静電容量減少が見られました。コンデンサに明らかな異常は見られませんでした。試験は継続されました。 | ||
| 10000 veces | 191.07 | 0.0019 | 14.86 | |||
| 20000 veces | 188.315 | 0.0017 | 14.22 | |||
| 30000 veces | 進行中のテスト | |||||
| 変化率 | -0.72% | -2.15% | 衰退 | -6.54% | -10.57% | |
| 充電時間と放電時間 | 3#EI** | |||
| C(uF)@100Hz | tgδ@100Hz | ESR(mΩ） | 注記 | |
| 初期値 | 192.452 | 0.00218 | 15.9 | 257 回のテスト後、静電容量は 1.89% 減少しました。コンデンサ端子電圧がゼロに低下しました。コンデンサが短絡状態を示し、テストが停止しました。 |
| 257 veces | 191.07 | 0.0019 | 14.86 | |
| / | 停止テスト | |||
| 変化率 | -1.89% | 損失の接線角度が異常です | 異常 | |
アプリケーション2:
このプログラムは、180J ハンドヘルド型外部自動除細動器 (AED) の小型サイズ向けに特別に設計されており、仕様は 100UF/2000VDC です。
| サイズ(mm) | 容積(m³) | |
| 従来のスキーム | Φ50*115 | 225.8 |
| 小型化計画 | Φ35*120 | 115 |
| 小型化設計により、体積と重量は従来の設計より 50% 小さくなりました。 | ||
小型化されたデザインと元のサイズの比較
5000 回の衝撃放電後の製品のパラメータを比較すると、容量の減衰はわずか 3% 未満であり、長期の耐用年数を保証できます。
| 試験前の静電容量 | 試験後の静電容量 | テスト前の損失 | テスト後の損失 | |
| 1 | 95.38 | 93.80 | 0.00236 | 0.00243 |
| 2 | 95.56 | 94.21 | 0.00241 | 0.00238 |
| 3 | 96.58 | 95.33 | 0.00239 | 0.00243 |
| 4 | 95.53 | 92.81 | 0.00244 | 0.00241 |
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