Điều này được nói với sự cẩn thận đáng kể, nhưng lựa chọn tụ điện điện phân duy nhất cho môi trường có áp suất là những chất có chất điện phân rắn, do đó, tantalum, polymer tantalum hoặc tụ nhôm polymer.
Cornell Dublier, ví dụ, đặc biệt nói rằng tất cả của nó tụ điện điện phân nhôm có phạm vi hoạt động từ 1,5 atm đến 10.000 feet ( nguồn - trang 9 ).
Các tụ điện điện phân nhôm không hoàn toàn không có lỗ rỗng và hoạt động bình thường của chúng và anot hóa ban đầu đảm bảo rằng có một lượng nhỏ khí hydro đã ở bên trong, ngay từ nhà máy. Ở áp suất khiêm tốn, mọi chất gây ô nhiễm sẽ bị đẩy vào tụ qua các vòng đệm của nó, có khả năng gây ra sự ngắn hoặc thay đổi điện dung, và ở áp suất cao hơn, chúng sẽ bị nghiền nát bên trong và đảm bảo chế độ lỗi ngắn mạch.
Nói một cách đơn giản, chất điện phân nhôm bình thường hoàn toàn khỏi bàn.
Bây giờ, đây là nơi nó trở nên khó khăn: khi thiết kế các thiết bị điện tử chịu áp lực, đối với hầu hết các phần, bạn tự mình làm được. Điều tôi muốn nói là bạn sẽ không tìm thấy câu trả lời cho các câu hỏi như 'áp lực hoạt động tối đa' của hầu hết các thành phần, ngay cả khi bạn gửi email cho công ty. Điều này là do một ngách nhỏ như vậy là vô cùng nhỏ và đơn giản là nó không xứng đáng với thời gian và công sức để kiểm tra hoặc đủ điều kiện sản phẩm trong những trường hợp môi trường bất thường như vậy.
Có một vài (rất ít) các công ty đưa ra lựa chọn hạn chế các thành phần được xếp hạng áp suất cao như tụ điện, một số lên tới 10.000 psi . Những tụ điện này sẽ rất đắt tiền - tôi thậm chí không thể tìm thấy giá, bạn phải yêu cầu báo giá. Nếu bạn có âm lượng đủ cao, tôi vẫn mong đợi chúng có giá cao hơn $ 500- $ 1000 mỗi tụ điện. Chúng cũng rất lớn, 50.000 tụF của tụ điện tantali , quái vật 10.000 psi thực sự. Vì vậy, thực sự tìm thấy các bộ phận đủ điều kiện thực tế cũng là, tôi nghĩ, không phải là một lựa chọn thực tế cho bạn.
Điều này có nghĩa là tùy thuộc vào bạn để đủ điều kiện các thành phần chính mình. Bạn phải sử dụng một quyết định có giáo dục và chọn một tụ điện COTS, nhưng không ai có thể nói cho bạn biết chắc chắn nó sẽ hoạt động hay không và tính chất hoặc tuổi thọ của nó sẽ được thực hiện trong một môi trường như của bạn. Bạn phải tự kiểm tra tất cả những điều này.
Đây là cách mà hầu hết các thiết bị điện tử chịu áp lực phải được thiết kế. Bạn đủ điều kiện các bộ phận riêng lẻ thông qua thử nghiệm của riêng bạn, và sau đó bạn tiếp tục đủ điều kiện lắp ráp toàn bộ cùng với thử nghiệm, và sau đó bạn sẽ mất rất nhiều thời gian và tiền bạc để có được một ý tưởng nhỏ về độ tin cậy hoặc tuổi thọ của thiết lập của bạn, bạn chỉ hy vọng điều tốt nhất (và học hỏi từ những gì xảy ra với các thiết bị trong lĩnh vực này - thử nghiệm bằng lửa nếu bạn muốn).
Vì vậy, bạn cũng nên nhận thức sâu sắc về những gì đang bị đe dọa, và hậu quả sẽ ra sao nếu hội đồng quản trị của bạn thất bại, và đảm bảo rằng các khoản phụ cấp được thực hiện để, ví dụ, không có sự an toàn của ai sẽ gặp rủi ro.
Điều đó nói rằng, đối với điện dung số lượng lớn, tụ điện tantali rắn sẽ là lựa chọn tốt nhất của bạn để chịu được áp suất với những thay đổi tối thiểu trong hiệu suất .
Một lựa chọn khác là đảm bảo bạn thực sự cần tụ điện điện phân. Tụ gốm được xếp hạng cho 10V và 100 ĐFF là có sẵn và không đắt khủng khiếp . Tụ điện Murata này là một lựa chọn, ví dụ. Chỉ cần cẩn thận với đồ thị thiên vị DC - hầu hết các tụ gốm công suất cao đều sử dụng điện môi thể hiện hiệu ứng sắt điện. Tương tự như vật liệu sắt từ có sự hiện diện của từ trường, vật liệu sắt là tương tự nhưng đối với điện trường (và năng lượng được lưu trữ dưới dạng điện trường cuối cùng là thứ mà tụ điện cuối cùng đang lưu trữ). Điều này có nghĩa là điện dung hiệu dụng của tụ gốm giảm xuống dưới độ lệch DC. Vì vậy, bạn sẽ cần phải giảm điện dung của chúng và sử dụng nhiều hơn một song song.
Tiêu chuẩn vàng trong thiết bị điện tử chịu áp lực luôn là tụ điện màng kim loại polypropylen , nhưng rõ ràng đây là những giá trị quá thấp và đơn giản là không phù hợp với bất kỳ ứng dụng điện dung số lượng lớn nào. Tôi nghĩ rằng tôi sẽ lưu ý chúng ở đây cho đầy đủ mặc dù.
Cuối cùng, ngoài một số tụ điện áp suất khá kỳ lạ, có khả năng không thực tế cho ứng dụng của bạn, câu trả lời ngắn gọn cho câu hỏi của bạn là tụ điện tantalum cũng như hầu hết các tụ điện đơn giản là không có xếp hạng áp suất hoạt động tối đa . Đánh giá được nhấn mạnh vào mục đích ở đây - đừng nhầm điều này có nghĩa là chúng có thể hoạt động ở bất kỳ áp lực nào. Họ chắc chắn có một áp lực tối đa mà họ có thể dự kiến sẽ hoạt động, nhưng bản thân đánh giá sẽ không tồn tại.
Đừng để tất cả điều này làm bạn nản lòng, tuy nhiên. Áp lực của những thứ như điện tử chịu áp lực biển sâu cao hơn 30 bar và tụ điện tantalum chất lượng là lựa chọn đầu tiên ở đây, và tất cả các tụ 10.000 PSI dưới biển sâu được tạo ra đều là tụ điện tantali.
Chỉ cần hiểu rằng nhà sản xuất không có lỗi nếu hoặc khi tụ bị hỏng, và bạn vẫn phải tự mình đủ điều kiện. Điều này không chỉ có nghĩa là kiểm tra lỗi, nhưng đảm bảo các thuộc tính khác nhau có tầm quan trọng đối với mạch của bạn ở trong mức chấp nhận được.
Nhận một số tụ điện tantalum rắn và tự kiểm tra chúng. Có thể bạn sẽ có được nó trong lần thử đầu tiên, nhưng hãy chuẩn bị thử một vài nhãn hiệu hoặc loại xây dựng khác nhau.
Lưu ý cuối cùng: Các thành phần khác có thể thể hiện hành vi bất ngờ trong môi trường áp suất cao. Hãy chắc chắn rằng bạn không có bất cứ thứ gì có cấu trúc 'kim loại'. Một cách dễ dàng bỏ qua là các tinh thể thạch anh - thông qua lỗ hoặc SMD, chúng có không gian trống bên trong hộp và ứng suất cơ học trên tinh thể sẽ thông qua cách tắt tần số, nếu nó không bị phá hủy đơn giản.
Ngoài ra, hãy cảnh giác với các tụ điện tantalum ướt . Bạn nên tránh những thứ này. Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng chất lỏng không thể nén được. Điều này chỉ đơn giản là không đúng - chúng khó nén hơn nhiều so với khí nhưng nó vẫn có thể nén được, như là chất rắn. Đó là mô đun số lượng lớn - độ nén của một chất. Điều quan trọng, sự khác biệt về độ nén của chất lỏng so với chất rắn là từ 10 đến 100, hoặc 1 đến 2 bậc độ lớn. Điều này có nghĩa là chất lỏng sẽ nén nhiều hơn chất rắn, điều này sẽ cho phép biến dạng cơ học đáng kể.
Đối với nước, nó sẽ nén khoảng 46,4ppm mỗi bầu khí quyển. Vì vậy, thể tích nước đã cho sẽ mất khoảng 0,14% tổng thể tích nếu tiếp xúc với 30 thanh áp suất. Điều này sẽ không làm cho bất cứ thứ gì nổ tung như hộp thiếc, nhưng đối với các thành phần có vật liệu rất giòn bên trong (như tantalum pentoxide), điều này có thể cho phép đủ độ uốn / biến dạng đáng lo ngại. Chất điện phân rắn là những gì bạn muốn.
