এই সপ্তাহে আমরা ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরে ইলেকট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের পরিবর্তে ফিল্ম ক্যাপাসিটরের ব্যবহার বিশ্লেষণ করব। এই নিবন্ধটি দুটি ভাগে বিভক্ত হবে।
নতুন শক্তি শিল্পের বিকাশের সাথে সাথে, পরিবর্তনশীল কারেন্ট প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে এবং নির্বাচনের জন্য অন্যতম প্রধান ডিভাইস হিসেবে ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটর বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। ডিসি ফিল্টারে ব্যবহৃত ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরগুলোর জন্য সাধারণত বৃহৎ ধারণক্ষমতা, উচ্চ কারেন্ট প্রক্রিয়াকরণ এবং উচ্চ ভোল্টেজ ইত্যাদির প্রয়োজন হয়। ফিল্ম ক্যাপাসিটর এবং ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের বৈশিষ্ট্যগুলোর তুলনা করে এবং সংশ্লিষ্ট প্রয়োগগুলো বিশ্লেষণ করে এই গবেষণাপত্রটি এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছে যে, সার্কিট ডিজাইনে যেখানে উচ্চ অপারেটিং ভোল্টেজ, উচ্চ রিপল কারেন্ট (Irms), ওভার-ভোল্টেজের প্রয়োজনীয়তা, ভোল্টেজ রিভার্সাল, উচ্চ ইনরাশ কারেন্ট (dV/dt) এবং দীর্ঘ জীবনকালের প্রয়োজন হয়, সেখানে মেটালাইজড ভেপার ডিপোজিশন প্রযুক্তি এবং ফিল্ম ক্যাপাসিটর প্রযুক্তির বিকাশের সাথে সাথে, ভবিষ্যতে কর্মক্ষমতা এবং মূল্যের দিক থেকে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের বিকল্প হিসেবে ডিজাইনারদের কাছে ফিল্ম ক্যাপাসিটর একটি প্রচলিত ধারায় পরিণত হবে।
বিভিন্ন দেশে নতুন শক্তি-সম্পর্কিত নীতিমালার প্রবর্তন এবং নতুন শক্তি শিল্পের বিকাশের সাথে সাথে, এই ক্ষেত্রের সংশ্লিষ্ট শিল্পগুলোর উন্নয়ন নতুন সুযোগ নিয়ে এসেছে। এবং ক্যাপাসিটর, একটি অপরিহার্য আপস্ট্রিম সম্পর্কিত পণ্য শিল্প হিসেবে, নতুন উন্নয়নের সুযোগ লাভ করেছে। নতুন শক্তি এবং নতুন শক্তির যানবাহনে, ক্যাপাসিটর হলো শক্তি নিয়ন্ত্রণ, পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট, পাওয়ার ইনভার্টার এবং ডিসি-এসি রূপান্তর সিস্টেমের মূল উপাদান, যা কনভার্টারের আয়ু নির্ধারণ করে। তবে, ইনভার্টারে ইনপুট পাওয়ার উৎস হিসেবে ডিসি পাওয়ার ব্যবহৃত হয়, যা একটি ডিসি বাসের মাধ্যমে ইনভার্টারের সাথে সংযুক্ত থাকে, যাকে ডিসি-লিঙ্ক বা ডিসি সাপোর্ট বলা হয়। যেহেতু ইনভার্টার ডিসি-লিঙ্ক থেকে উচ্চ আরএমএস এবং পিক পালস কারেন্ট গ্রহণ করে, তাই এটি ডিসি-লিঙ্কে উচ্চ পালস ভোল্টেজ তৈরি করে, যা ইনভার্টারের পক্ষে সহ্য করা কঠিন হয়ে পড়ে। অতএব, ডিসি-লিঙ্ক থেকে আসা উচ্চ পালস কারেন্ট শোষণ করতে এবং ইনভার্টারের উচ্চ পালস ভোল্টেজের ওঠানামাকে গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে রাখতে ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরের প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে, এটি ডিসি-লিঙ্কের ভোল্টেজ ওভারশুট এবং ক্ষণস্থায়ী অতিরিক্ত ভোল্টেজের কারণে ইনভার্টারগুলো প্রভাবিত হওয়া থেকেও রক্ষা করে।
নতুন শক্তি (বায়ু শক্তি উৎপাদন এবং ফটোভোল্টাইক শক্তি উৎপাদন সহ) এবং নতুন শক্তির যানবাহনের মোটর ড্রাইভ সিস্টেমে ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটর ব্যবহারের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম চিত্র ১ এবং ২-এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র ১-এ বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী সার্কিট টপোলজি দেখানো হয়েছে, যেখানে C1 হলো ডিসি-লিঙ্ক (সাধারণত মডিউলের সাথে সমন্বিত), C2 হলো আইজিবিটি শোষণ, C3 হলো এলসি ফিল্টারিং (নেট সাইড), এবং C4 হলো রোটর সাইডের ডিভি/ডিটি ফিল্টারিং। চিত্র ২-এ পিভি শক্তি রূপান্তরকারী সার্কিট প্রযুক্তি দেখানো হয়েছে, যেখানে C1 হলো ডিসি ফিল্টারিং, C2 হলো ইএমআই ফিল্টারিং, C4 হলো ডিসি-লিঙ্ক, C6 হলো এলসি ফিল্টারিং (গ্রিড সাইড), C3 হলো ডিসি ফিল্টারিং, এবং C5 হলো আইপিএম/আইজিবিটি শোষণ। চিত্র ৩-এ নতুন শক্তির যানবাহন সিস্টেমের প্রধান মোটর ড্রাইভ সিস্টেম দেখানো হয়েছে, যেখানে C3 হলো ডিসি-লিঙ্ক এবং C4 হলো আইজিবিটি শোষণ ক্যাপাসিটর।
উপরে উল্লিখিত নতুন শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, বায়ু শক্তি উৎপাদন ব্যবস্থা, ফটোভোল্টাইক শক্তি উৎপাদন ব্যবস্থা এবং নতুন শক্তির যানবাহন ব্যবস্থায় উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং দীর্ঘ জীবনের জন্য একটি মূল ডিভাইস হিসাবে ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরের প্রয়োজন হয়, তাই এর নির্বাচন বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। নিচে ফিল্ম ক্যাপাসিটর এবং ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের বৈশিষ্ট্যগুলির তুলনা এবং ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটর অ্যাপ্লিকেশনে তাদের বিশ্লেষণ করা হলো।
১. বৈশিষ্ট্য তুলনা
১.১ ফিল্ম ক্যাপাসিটর
প্রথমে ফিল্ম মেটালাইজেশন প্রযুক্তির মূলনীতি তুলে ধরা হলো: পাতলা ফিল্ম মিডিয়ার পৃষ্ঠে ধাতুর একটি যথেষ্ট পাতলা স্তর বাষ্পীভূত করা হয়। মিডিয়ামে কোনো ত্রুটি থাকলে, এই স্তরটি বাষ্পীভূত হয়ে ত্রুটিপূর্ণ স্থানটিকে সুরক্ষার জন্য বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হয়; এই ঘটনাটি স্ব-আরোগ্য (self-healing) নামে পরিচিত।
চিত্র ৪-এ মেটালাইজেশন কোটিং-এর মূলনীতি দেখানো হয়েছে, যেখানে পাতলা ফিল্ম মাধ্যমটিকে বাষ্পীভবনের আগে প্রিট্রিটমেন্ট (করোনা বা অন্য কোনো উপায়ে) করা হয়, যাতে ধাতব অণুগুলো এর সাথে লেগে থাকতে পারে। ভ্যাকুয়ামের অধীনে উচ্চ তাপমাত্রায় (অ্যালুমিনিয়ামের জন্য ১৪০০℃ থেকে ১৬০০℃ এবং জিঙ্কের জন্য ৪০০℃ থেকে ৬০০℃) দ্রবীভূত করে ধাতুটিকে বাষ্পীভূত করা হয়, এবং ধাতব বাষ্পটি যখন শীতল ফিল্মের (ফিল্ম শীতল করার তাপমাত্রা -২৫℃ থেকে -৩৫℃) সংস্পর্শে আসে, তখন তা ফিল্মের পৃষ্ঠে ঘনীভূত হয়ে একটি ধাতব কোটিং তৈরি করে। মেটালাইজেশন প্রযুক্তির বিকাশের ফলে প্রতি একক পুরুত্বে ফিল্ম ডাইইলেকট্রিকের ডাইইলেকট্রিক স্ট্রেংথ উন্নত হয়েছে, এবং ড্রাই প্রযুক্তির পালস বা ডিসচার্জ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ক্যাপাসিটরের ডিজাইন ৫০০V/µm পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, এবং ডিসি ফিল্টার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ক্যাপাসিটরের ডিজাইন ২৫০V/µm পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরটি দ্বিতীয় শ্রেণীর অন্তর্ভুক্ত, এবং IEC61071 অনুযায়ী পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এই ক্যাপাসিটরটি আরও তীব্র ভোল্টেজ শক সহ্য করতে পারে এবং রেটেড ভোল্টেজের ২ গুণ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
সুতরাং, ব্যবহারকারীকে শুধুমাত্র তার ডিজাইনের জন্য প্রয়োজনীয় রেটেড অপারেটিং ভোল্টেজ বিবেচনা করতে হবে। মেটালাইজড ফিল্ম ক্যাপাসিটরের ESR কম থাকে, যা সেগুলোকে বৃহত্তর রিপল কারেন্ট সহ্য করতে সক্ষম করে; এই কম ESL ইনভার্টারের কম ইন্ডাকট্যান্স ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এবং সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে অসিলেশন প্রভাব হ্রাস করে।
ফিল্ম ডাইইলেকট্রিকের গুণমান, মেটালাইজেশন আবরণের গুণমান, ক্যাপাসিটরের নকশা এবং উৎপাদন প্রক্রিয়া মেটালাইজড ক্যাপাসিটরের স্ব-আরোগ্য বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। উৎপাদিত ডিসি-লিঙ্ক ক্যাপাসিটরের জন্য ব্যবহৃত ফিল্ম ডাইইলেকট্রিক প্রধানত ওপিপি (OPP) ফিল্ম।
অধ্যায় ১.২-এর বিষয়বস্তু আগামী সপ্তাহের নিবন্ধে প্রকাশিত হবে।
পোস্ট করার সময়: ২২ মার্চ, ২০২২