Tụ điện máy khử rung tim

Ứng dụng của tụ điện màng
trong Máy khử rung tim

Khử rung tim là phương pháp duy nhất hiệu quả để điều trị đột tử do tim.
Máy khử rung tim hiện là thiết bị cấp cứu lâm sàng được sử dụng rộng rãi. Nó sử dụng dòng điện xung tác động lên tim, thực hiện liệu pháp sốc điện, loại bỏ rối loạn nhịp tim và khôi phục nhịp xoang bình thường cho tim..

Nguyên lý hoạt động của nó chủ yếu dựa trên phương pháp xả giảm chấn RLC, như thể hiện trong hình:

Dữ liệu điển hình
Năng lượng	100~500J
Điện áp	2000~5000VDC
Điện dung	32~200UF
Tải xả	20Ω/50Ω/100Ω
Dòng điện xung tối đa	100~1kA

Đầu tiên, nạp điện cho tụ điện tích trữ năng lượng C để tụ điện có được một lượng năng lượng nhất định. Trong quá trình điều trị khử rung tim, C, cuộn cảm L và cơ thể người (tải) được mắc nối tiếp để thực hiện điều trị sốc điện lên tim người.

●Năng lượng dự trữ

Năng lượng điện được tích trữ trong thiết bị lưu trữ năng lượng trước khi thực hiện xung khử rung tim. Mối quan hệ giữa năng lượng được lưu trữ trong tụ điện và điện áp của tụ điện:

E=½cu²

Đối với ứng dụng trong máy khử rung tim, tụ điện màng CRE có thiết kế tùy chỉnh đặc biệt, mang lại những ưu điểm về hiệu suất cao hơn:

So với tuổi thọ 10.000 lần sạc/xả thông thường trên thị trường, thiết kế cấu trúc màng đặc biệt giúp tuổi thọ sạc/xả đạt hơn 30.000 lần.

Để phù hợp với môi trường khắc nghiệt và không chắc chắn như ngoài trời, sản phẩm này được thiết kế đặc biệt chống ẩm và chịu nhiệt độ cao, mang lại độ tin cậy cao hơn.

Đặc biệt đối với thiết kế nhỏ gọn của máy khử rung tim tự động (AED) ngoài da (như loại cầm tay), việc sử dụng vật liệu có mật độ năng lượng cao giúp giảm thể tích và trọng lượng xuống 50% so với thiết kế thông thường.

Ứng dụng 1:

Một mẫu máy khử rung tim 360J nhất định, lựa chọn loại tụ điện: 195UF/2200VDC

THÔNG SỐ KỸ THUẬT:

1. ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC (Un): 2200VDC
2. Dung lượng định mức: 200MFD
3、Dung sai điện dung: 士5%(J)AT 1KHz, +25oC
4. NHIỆT ĐỘ HOẠT ĐỘNG: -25℃～+70℃
5. HỆ SỐ TỔN THẤT (DF): ≤0,0060 Ở 100Hz, +25℃
6. ĐIỆN ÁP THỬ NGHIỆM: GIỮA HAI ĐẦU NỐI: 2300VDC/10 GIÂY
7. ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN: SAU 300 GIÂY ĐIỆN HÓA 100VDC, Ở +25℃
TỪ ĐẦU CUỐI NÀY ĐẾN ĐẦU CUỐI KHÁC: IR TỐI THIỂU PHẢI ≥ 5000 GIÂY
ĐIỂM ĐẦU CUỐI CỦA VỎ HỘP: GIÁ TRỊ IR TỐI THIỂU PHẢI LÀ ≥3000M 2
8. THỜI GIAN TĂNG XUNG TỐI ĐA (DV/DT): 5V/us
9. Dòng điện cực đại: 1000A ở +25℃
10. THỬ NGHIỆM PHÓNG XUNG VỚI DÒNG ĐIỆN ĐỈNH 440A, ĐIỆN ÁP SẠC 2200V, 35 LẦN PHÁT.
11. CHẤT LIỆU VỎ: FR-PP, UL94 Vo, XÁM TRẮNG
12. VẬT LIỆU ĐÓNG GÓI: FR-EPOXY, UL94 Vo, XÁM TRẮNG
13. DÂY DẪN: 1x1 UL 3239 22AWG 150℃, MÀU TRẮNG VÀ ĐỎ
14、ĐẦU CUỐI: YT396(A)(396-03JR)
15. Tuổi thọ dự kiến: 2500 lần xả với tải trọng 10 Q
16. MÃ NGÀY SẢN XUẤT: MÃ NGÀY SẢN XUẤT CÓ 4 CHỮ SỐ NHƯ SAU:

Tiến hành so sánh thử nghiệm sản phẩm của chúng tôi với sản phẩm của hai nhà sản xuất thông dụng trên thị trường. Trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ và độ ẩm cao, sản phẩm của chúng tôi có tuổi thọ cao hơn.

Điều kiện thử nghiệm:
1. Điều kiện thử nghiệm tĩnh: ghi lại dung lượng, tổn hao, điện trở nối tiếp tương đương. Các thông số tĩnh được ghi lại sau mỗi 10.000 lần sạc và xả. Để đảm bảo độ chính xác của việc ghi dữ liệu, nhiệt độ của tụ điện cần càng gần với nhiệt độ môi trường càng tốt khi thu thập dữ liệu. Thử nghiệm được thực hiện ở chênh lệch nhiệt độ ≤5 ℃.
2. Điều kiện thử nghiệm động: môi trường 55 ℃ 95%, điện áp đầu cuối thử nghiệm 2200V.DC, thời gian sạc 4S, thời gian xả 1S, tốc độ thay đổi điện áp DV/DT=4.7V/μS, dòng điện xung đỉnh 940A, sạc và xả 20000 lần. Dòng điện xung gia tốc thử nghiệm gấp 1,6 lần dòng điện định mức của công ty chúng tôi (585A).
3. Quy trình kiểm tra: Các thông số tĩnh của tụ điện trước khi kiểm tra.

KHÔNG.	Nhà sản xuất	@100Hz		@1000Hz
KHÔNG.	Nhà sản xuất	Điện dung (uF)	Hệ số tổn hao	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

●Kết nối tụ điện cần kiểm tra với nguồn điện thử nghiệm, thiết lập các thông số thử nghiệm và điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong buồng thử nghiệm theo điều kiện môi trường thử nghiệm đã quy định.

●Bắt đầu thử nghiệm phóng xung trên tụ điện theo các thông số đã thiết lập.

●Trong quá trình thử nghiệm, nếu điện áp dao động bất thường hoặc xảy ra sự cố hỏng tụ điện, cần dừng thử nghiệm ngay lập tức và tiến hành thu thập và phân tích dữ liệu tĩnh của tụ điện để xác nhận xem có cần tiếp tục thử nghiệm hay không.

Thời gian sạc và xả	1#FA**
Thời gian sạc và xả	C(uF)@100Hz	tgδ@100Hz	ESR(mΩ)	Ghi chú
Giá trị ban đầu	192,671	0,00678	55,6	Sau 492 lần thử nghiệm, điện áp đầu cực của tụ điện giảm xuống còn 1720VDC, điện dung giảm 8,17%. Không thích hợp để tiếp tục thử nghiệm.
492 lần	176,932	0,00584	51,3
/	Dừng bài kiểm tra
Tốc độ thay đổi	-8,17%	Sự suy sụp	-7,73%

Thời gian sạc và xả	2#CRE
	C(uF)@100Hz		tgδ@100Hz	ESR(mΩ)		Ghi chú
Giá trị ban đầu	192,452		0.00218	15,9		Điện dung giảm 0,72% khi thử nghiệm ở công suất 1W và 2,15% khi thử nghiệm ở công suất 2W. Không có bất thường rõ rệt nào ở tụ điện. Thử nghiệm tiếp tục.
10000 lần	191,07		0,0019	14,86
20000 lần	188,315		0,0017	14.22
30000 lần	Đang trong quá trình thử nghiệm
Tốc độ thay đổi	-0,72%	-2,15%	Sự suy sụp	-6,54%	-10,57%

Thời gian sạc và xả	3#EI**
Thời gian sạc và xả	C(uF)@100Hz	tgδ@100Hz	ESR(mΩ)	Ghi chú
Giá trị ban đầu	192,452	0.00218	15,9	Sau 257 lần thử nghiệm, điện dung giảm 1,89%.Điện áp tại đầu cực tụ điện giảm xuống bằng không.Tụ điện bị đoản mạch và quá trình thử nghiệm dừng lại.
257 lần	191,07	0,0019	14,86
/	Dừng kiểm tra
Tốc độ thay đổi	-1,89%	Đường tiếp tuyến của sự mất mátGóc độ bất thường	Bất thường

Ứng dụng 2:

Chương trình này được thiết kế đặc biệt cho kích thước nhỏ gọn của máy khử rung tim tự động cầm tay (AED) 180J, thông số kỹ thuật là 100UF/2000VDC.

	Kích thước (mm)	Thể tích (m³)
Sơ đồ thông thường	Φ50*115	225,8
Sơ đồ thu nhỏ	Φ35*120	115
Sau khi thu nhỏ thiết kế, thể tích và trọng lượng giảm 50% so với thiết kế thông thường.

So sánh thiết kế thu nhỏ và kích thước ban đầu

Khi so sánh các thông số của sản phẩm sau 5000 lần phóng xung, độ suy giảm dung lượng chỉ dưới 3%, điều này đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu dài của sản phẩm.

	Điện dung trước khi kiểm tra	Điện dung sau khi kiểm tra	Mất mát trước khi kiểm tra	Mất mát sau khi kiểm tra
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