フィルムコンデンサの応用
心臓除細動器における
除細動は心臓突然死を治療する唯一の効果的な方法です
心臓除細動器は現在、臨床救助機器として広く使用されています。パルス電流を使用して心臓に作用し、電気ショック療法を実施し、不整脈を解消し、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。
| 代表的なデータ | |
| エネルギー | 100～500J |
| 電圧 | DC2000～5000V |
| 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、エネルギー蓄積コンデンサ C を充電して、コンデンサに一定量のエネルギーを取得させます。除細動治療では、C、インダクタンスL、人体（負荷）を直列に接続し、人体の心臓に対して電気ショック治療を行います。
●貯蔵エネルギー
除細動ショックの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るエネルギーとコンデンサの電圧の関係は次のとおりです。
E=1/2cu²
除細動器でのアプリケーション向けに、CRE フィルム コンデンサは特別にカスタマイズされた設計を採用しており、より高い性能上の利点があります。
市場での10,000回の寿命と比較して、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使用を考慮し、より高い信頼性を備えた特殊な耐湿・耐高温設計を採用しています。
特に、体外式自動除細動器 (AED) の小型設計 (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し、従来の設計よりも体積と重量が 50% 小さくなります。
アプリケーション 1:
某360J除細動器モデル、コンデンサモデル選択：195UF/2200VDC
仕様：
1、定格電圧(Un): 2200VDC
2、定格静電容量: 200MFD
3、静電容量の許容差: 1KHz、+25℃において ε5%(J)
4、動作温度: -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秒間通電後
端末間: 最小 IR は ≥5000 秒でなければなりません
端子からケースまで:MINUNM IR は ≥3000M 2 でなければなりません
8、最大パルス立ち上がり時間 (DV/DT): 5V/us
9、最大ピーク電流: +25℃で1000アンペア
10、レートピーク電流440A、充電電圧2200V 35ショットのパルス放電テスト
11、ケース素材: FR-PP、UL94 Vo、グレーホワイト
12、ポッティング材料: FR-エポキシ、UL94 Vo、グレーホワイト
13、リード: 1x1 UL 3239 22AWG 150℃、白と赤
14、ターミナル: YT396(A)(396-03JR)
15、期待寿命 10Qの負荷で2500回の放電
16、日付コード: 日付コードは次の 4 桁です。
当社の製品と市場の一般的なメーカー 2 社を取り上げて、同じテスト比較を行います。高温多湿の使用条件下でも長寿命を実現します。
試験条件：
1. 静的試験条件: 記録容量、損失、等価直列抵抗。静的パラメータは、10,000 回の充電と放電ごとに記録されます。データ記録の精度を確保するには、収集時のコンデンサの温度を周囲温度にできるだけ近づける必要があります。試験は温度差 5℃以下で実施されます。
2.動的試験条件：環境55℃95％、試験端子電圧2200V.DC、充電時間4S、放電時間1S、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 | @1000Hz | ||
| 静電容量(uF) | 損失正接 | ESR(mΩ) | |||
| 1# |  | FA** | 192.671 | 0.00678 | 55.6 |
| 2# | CRE | 192.452 | 0.00218 | 15.9 | |
| 3# | えい** | 190.821 | 0.00428 | 34.84 | |
●試験する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試験を開始します。
●試験中に異常な電圧変動やコンデンサの破壊が発生した場合は、直ちに試験を中止し、コンデンサの静的データ取得と解析を行い、試験を続行する必要があるかどうかを確認してください。
| 充電および放電時間 | 1#FA** | |||
| C(μF)@100Hz | tgδ@100Hz | ESR(mΩ）) | 注記 | |
| 初期値 | 192.671 | 0.00678 | 55.6 | 492回のテスト後、コンデンサの端子電圧は1720VDCに低下し、静電容量は8.17%減少しました。テストを続行するのは適切ではありません。 |
| 492回 | 176.932 | 0.00584 | 51.3 | |
| / | テストを中止してください | |||
| 変化率 | -8.17% | 衰退 | -7.73% | |
| 充電および放電時間 | 2#CRE | |||||
| C(μF)@100Hz | tgδ@100Hz | ESR(mΩ）) | 注記 | |||
| 初期値 | 192.452 | 0.00218 | 15.9 | 静電容量は、1W 回のテストでは 0.72%、2W 回のテストでは 2.15% 減少しました。コンデンサに明らかな異常はありません。テストは続行されました。 | ||
| 10000ヴェセス | 191.07 | 0.0019 | 14.86 | |||
| 20000ヴェセス | 188.315 | 0.0017 | 14.22 | |||
| 30000ヴェセス | 進行中のテスト中 | |||||
| 変化率 | -0.72% | -2.15% | 衰退 | -6.54% | -10.57% | |
| 充電および放電時間 | 3#EI** | |||
| C(μF)@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。コンデンサの端子電圧がゼロになりました。コンデンサが短絡状態となり、テストが停止されました。 |
| 257 ヴェセ | 191.07 | 0.0019 | 14.86 | |
| / | テストの停止 | |||
| 変化率 | -1.89% | 損失の正接角度が異常です | 異常 | |
アプリケーション 2:
このプログラムは、小型サイズの 180J ハンドヘルド体外式自動除細動器 (AED) 用に特別に設計されており、仕様は 100UF/2000VDC です。
| サイズ(mm) | 体積(m3) | |
| 従来方式 | Φ50*115 | 225.8 |
| 小型化スキーム | Φ35*120 | 115 |
| 小型化設計により、従来比で体積・質量を50％削減しました。 | ||
小型化設計と純正サイズの比較
5000回の衝撃放電後の製品のパラメータを比較すると、容量の低下はわずか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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