ตัวเก็บประจุสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ - บริษัท อู๋ซี ซีอาร์อี นิว เอนเนอร์จี เทคโนโลยี จำกัด

การประยุกต์ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม
ในเครื่องกระตุ้นหัวใจไฟฟ้า

การช็อกไฟฟ้าหัวใจเป็นวิธีเดียวที่มีประสิทธิภาพในการรักษาภาวะหัวใจหยุดเต้นเฉียบพลัน
เครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้า (Cardiac defibrillator) เป็นอุปกรณ์ช่วยชีวิตทางการแพทย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน โดยใช้กระแสไฟฟ้าแบบพัลส์กระตุ้นหัวใจ เพื่อทำการรักษาด้วยไฟฟ้าช็อต ขจัดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ และฟื้นฟูจังหวะการเต้นของหัวใจให้กลับสู่ภาวะปกติ.

หลักการทำงานส่วนใหญ่ใช้การปล่อยประจุหน่วงแบบ RLC ดังแสดงในรูป:

ข้อมูลทั่วไป
พลังงาน	100~500 จูล
แรงดันไฟฟ้า	2000~5000VDC
ความจุ	32~200UF
โหลดการคายประจุ	20Ω/50Ω/100Ω
กระแสพัลส์สูงสุด	100~1kA

ขั้นแรก ให้ชาร์จตัวเก็บประจุพลังงาน C เพื่อให้ได้พลังงานในปริมาณที่กำหนด ในระหว่างการรักษาด้วยการกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ C ตัวเหนี่ยวนำ L และร่างกายมนุษย์ (โหลด) จะต่ออนุกรมกันเพื่อทำการช็อกไฟฟ้ารักษาหัวใจของมนุษย์

●พลังงานสะสม

พลังงานไฟฟ้าที่ถูกชาร์จเข้าไปในอุปกรณ์เก็บพลังงานก่อนการช็อกเพื่อกระตุ้นหัวใจ ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุและแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ:

E=½ลูกบาศก์เมตร

สำหรับการใช้งานในเครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม CRE ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษ ซึ่งมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สูงกว่า:

เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ทั่วไปในท้องตลาดที่มีอายุการใช้งาน 10,000 ครั้ง การออกแบบโครงสร้างฟิล์มแบบพิเศษทำให้สามารถชาร์จและคายประจุได้นานกว่า 30,000 ครั้ง

เมื่อพิจารณาถึงการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ไม่แน่นอนและรุนแรง เช่น กลางแจ้ง จึงได้นำการออกแบบพิเศษที่ทนต่อความชื้นและอุณหภูมิสูงมาใช้ ซึ่งทำให้มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบเครื่องกระตุ้นหัวใจไฟฟ้าอัตโนมัติแบบพกพา (AED) ที่มีขนาดเล็ก (เช่น แบบพกพา) การใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ทำให้ปริมาตรและน้ำหนักลดลงถึง 50% เมื่อเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิม

ใบสมัครที่ 1:

สำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจไฟฟ้าแบบ 360J รุ่นหนึ่ง ให้เลือกตัวเก็บประจุรุ่น 195UF/2200VDC

ข้อมูลจำเพาะ:

1. แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (Un): 2200VDC
2. ความจุที่กำหนด: 200MFD
3、ความทนทานต่อความจุ: 士5%(J)ที่ 1KHz, +25℃
4. อุณหภูมิในการทำงาน: -25℃～+70℃
5. ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียพลังงาน (DF): ≤0.0060 ที่ 100Hz, +25℃
6. แรงดันทดสอบ: ระหว่างขั้ว: 2300VDC/10 วินาที
7. ความต้านทานฉนวน: หลังจากการจ่ายกระแสไฟฟ้า 100VDC เป็นเวลา 300 วินาที ที่อุณหภูมิ +25℃
จากเทอร์มินัลหนึ่งไปยังอีกเทอร์มินัลหนึ่ง: ค่า IR ขั้นต่ำต้อง ≥ 5000 วินาที
ขั้วต่อถึงตัวเครื่อง: ค่า IR ขั้นต่ำต้อง ≥ 3000M 2
8. เวลาสูงสุดในการเพิ่มพัลส์ (DV/DT): 5V/us
9. กระแสไฟฟ้าสูงสุด: 1000 แอมป์ ที่อุณหภูมิ +25℃
10. การทดสอบการคายประจุแบบพัลส์ด้วยกระแสสูงสุด 440A แรงดันชาร์จ 2200V จำนวน 35 ครั้ง
11. วัสดุตัวเรือน: FR-PP, UL94 Vo, สีเทา-ขาว
12. วัสดุสำหรับหล่อ: FR-EPOXY, UL94 Vo, สีเทา-ขาว
13. สายไฟ: 1x1 UL 3239 22AWG 150℃ สีขาวและสีแดง
14、ขั้วต่อ: YT396(A)(396-03JR)
15. อายุการใช้งานที่คาดหวัง 2500 ครั้ง เมื่อรับน้ำหนัก 10 Q
16. รหัสวันหมดอายุ: รหัสวันหมดอายุมี 4 หลัก ดังนี้:

นำผลิตภัณฑ์ของเราและผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตทั่วไปสองรายในตลาดมาทดสอบเปรียบเทียบกัน ภายใต้สภาวะการใช้งานที่มีอุณหภูมิและความชื้นสูง ผลิตภัณฑ์ของเรามีอายุการใช้งานยาวนานกว่า

เงื่อนไขการทดสอบ:
1. เงื่อนไขการทดสอบแบบคงที่: บันทึกค่าความจุ การสูญเสีย และความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า พารามิเตอร์แบบคงที่เหล่านี้จะถูกบันทึกทุกๆ 10,000 รอบของการชาร์จและการคายประจุ เพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องของการบันทึกข้อมูล อุณหภูมิของตัวเก็บประจุควรใกล้เคียงกับอุณหภูมิแวดล้อมมากที่สุดขณะทำการทดสอบ การทดสอบจะดำเนินการที่ความแตกต่างของอุณหภูมิ ≤5 ℃
2. เงื่อนไขการทดสอบแบบไดนามิก: สภาพแวดล้อม 55 ℃ 95%, แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทดสอบ 2200V.DC, เวลาชาร์จ 4 วินาที, เวลาคายประจุ 1 วินาที, อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า DV/DT = 4.7V/μS, กระแสพัลส์สูงสุด 940A, ชาร์จและคายประจุ 20000 ครั้ง กระแสพัลส์เร่งความเร็วในการทดสอบคือ 1.6 เท่าของกระแสปกติของบริษัทเรา (585A)
3. ขั้นตอนการทดสอบ: กำหนดค่าพารามิเตอร์คงที่ของตัวเก็บประจุก่อนทำการทดสอบ

เลขที่.	ผู้ผลิต	@100Hz		@1000Hz
เลขที่.	ผู้ผลิต	ความจุ (uF)	แทนเจนต์การสูญเสีย	ESR (มิลลิโอห์ม)
1#	เอฟเอ**	192.671	0.00678	55.6
2#	ครีเอ	192.452	0.00218	15.9
3#	อีไอ**	190.821	0.00428	34.84

●เชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่จะทดสอบเข้ากับแหล่งจ่ายไฟสำหรับทดสอบ ตั้งค่าพารามิเตอร์การทดสอบ และปรับอุณหภูมิและความชื้นในห้องทดสอบให้เป็นไปตามสภาพแวดล้อมการทดสอบที่กำหนด

●เริ่มการทดสอบการคายประจุแบบพัลส์บนตัวเก็บประจุตามพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้

●ในระหว่างการทดสอบ หากแรงดันไฟฟ้าผันผวนผิดปกติหรือตัวเก็บประจุเกิดความเสียหาย ควรหยุดการทดสอบทันที และทำการเก็บรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลแบบคงที่ของตัวเก็บประจุเพื่อยืนยันว่าจำเป็นต้องทำการทดสอบต่อไปหรือไม่

เวลาในการชาร์จและคายประจุ	1#FA**
เวลาในการชาร์จและคายประจุ	C(uF)@100Hz	tgδ@100Hz	ESR (มิลลิโอห์ม)	บันทึก
ค่าเริ่มต้น	192.671	0.00678	55.6	หลังจากทำการทดสอบ 492 ครั้ง แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วตัวเก็บประจุลดลงเหลือ 1720VDC และค่าความจุลดลง 8.17% ไม่เหมาะสมที่จะทำการทดสอบต่อไป
492 ครั้ง	176.932	0.00584	51.3
/	หยุดการทดสอบ
อัตราการเปลี่ยนแปลง	-8.17%	ปฏิเสธ	-7.73%

เวลาในการชาร์จและคายประจุ	2#CRE
	C(uF)@100Hz		tgδ@100Hz	ESR (มิลลิโอห์ม)		บันทึก
ค่าเริ่มต้น	192.452		0.00218	15.9		ค่าความจุลดลง 0.72% สำหรับการทดสอบที่กำลังไฟ 1 วัตต์ และ 2.15% สำหรับการทดสอบที่กำลังไฟ 2 วัตต์ ไม่พบความผิดปกติที่ชัดเจนของตัวเก็บประจุ ทำการทดสอบต่อไป
10,000 ครั้ง	191.07		0.0019	14.86
20000 ครั้ง	188.315		0.0017	14.22
30,000 ครั้ง	อยู่ระหว่างการทดสอบ
อัตราการเปลี่ยนแปลง	-0.72%	-2.15%	ปฏิเสธ	-6.54%	-10.57%

เวลาในการชาร์จและคายประจุ	3#EI**
เวลาในการชาร์จและคายประจุ	C(uF)@100Hz	tgδ@100Hz	ESR (มิลลิโอห์ม)	บันทึก
ค่าเริ่มต้น	192.452	0.00218	15.9	หลังจากทำการทดสอบ 257 ครั้ง ค่าความจุลดลง 1.89%แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วตัวเก็บประจุลดลงเหลือศูนย์ตัวเก็บประจุเกิดการลัดวงจร และการทดสอบจึงหยุดลง
257 ครั้ง	191.07	0.0019	14.86
/	หยุดการทดสอบ
อัตราการเปลี่ยนแปลง	-1.89%	เส้นสัมผัสของการสูญเสียมุมผิดปกติ	ผิดปกติ

ใบสมัครที่ 2:

โปรแกรมนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจไฟฟ้าอัตโนมัติแบบพกพา (AED) ขนาดเล็ก 180J ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะคือ 100UF/2000VDC

	ขนาด (มม.)	ปริมาตร (ลบ.ม.)
แผนการแบบดั้งเดิม	Φ50*115	225.8
แผนการย่อขนาด	Φ35*120	115
หลังจากออกแบบให้มีขนาดเล็กลง ปริมาตรและน้ำหนักจึงลดลง 50% เมื่อเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิม

การเปรียบเทียบระหว่างการออกแบบย่อส่วนกับขนาดดั้งเดิม

จากการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์หลังจากปล่อยประจุแบบกระแทก 5,000 ครั้ง พบว่าการลดลงของความจุมีเพียงน้อยกว่า 3% ซึ่งสามารถรับประกันอายุการใช้งานในระยะยาวได้

	ค่าความจุไฟฟ้าก่อนการทดสอบ	ค่าความจุหลังการทดสอบ	การสูญเสียก่อนการทดสอบ	การสูญเสียหลังจากการทดสอบ
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