使用鉭電容器的引爆系統與傳統雷管對比有何優(yōu)勢？

與任何電子設備一樣，引爆系統需要內部電源為系統控制器 (MCU) 供電并為點(diǎn)火電容充電。為了確保正確定時(shí)、可靠引爆，需要使用電容器作引爆元件的儲能器件。與其他電容技術(shù)相比，模塑鉭 (MnO₂) 電容器能夠儲存電荷（低漏電流)，能量密度高，是電子引爆系統的理想選擇，可留出更多時(shí)間，釋放更大電壓確保正確起爆。對于開(kāi)發(fā)和制造電子引爆系統以滿(mǎn)足采礦應用需求的公司，本文將為大家介紹鉭電容器技術(shù)的優(yōu)勢。

對于現代引爆系統來(lái)說(shuō)，模塑鉭 (MnO2) 電容器具有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。首先，與鋁電解電容器不同，它們具有這些小型系統所需的高容量。其次，與多層陶瓷片式 (MLCC) 電容器不同，鉭電容器在電壓、溫度和機械應力下性能非常穩定。Vishay 提供完整的模塑片式固體鉭電容器產(chǎn)品組合，容量從 0.1 μF 至 1 mF，電壓從 2 V 至 75 V，采用多種外型尺寸封裝。

簡(jiǎn)介

引爆系統是采礦、拆除和采石的關(guān)鍵部件。幾十年來(lái)，傳統雷管一直是首選解決方案。盡管這些系統可靠且相對便宜，但它們有明顯缺點(diǎn)，包括設置時(shí)間長(cháng)，部署不當可能會(huì )給用戶(hù)和制造商帶來(lái)安全風(fēng)險。隨著(zhù)新技術(shù)的進(jìn)步，電子采礦引爆系統已經(jīng)出現，大大縮短了設置時(shí)間并提高了安全性。正在開(kāi)發(fā)中的下一代引爆系統配備潛艇在海面以下數百米使用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。這些下一代系統不再受物理連接的限制，可以穿過(guò)巖石、水和空氣以無(wú)線(xiàn)方式可靠傳遞起爆信號。

與任何電子設備一樣，引爆系統需要內部電源為系統控制器 (MCU) 供電并為點(diǎn)火電容充電。為了確保正確定時(shí)、可靠引爆，需要使用電容器作引爆元件的儲能器件。與其他電容技術(shù)相比，模塑鉭 (MnO2) 電容器能夠儲存電荷（低漏電流)，能量密度高，是電子引爆系統的理想選擇，可留出更多時(shí)間，釋放更大電壓確保正確起爆。對于開(kāi)發(fā)和制造電子引爆系統以滿(mǎn)足采礦應用需求的公司，本文將為大家介紹鉭電容器技術(shù)的優(yōu)勢。

雷管設計

現代電子雷管包括適用于各種爆炸應用并且精確一致引爆的延時(shí)模塊。隨著(zhù)可控性提高，最佳時(shí)間起爆的安全性也相應提高。

有線(xiàn)電子雷管簡(jiǎn)單結構如下圖所示。

電子雷管的結構包括一個(gè)絕緣頭，用于防止外部或瞬變電壓意外點(diǎn)燃起爆藥；延時(shí)模塊提供來(lái)自主控制器的點(diǎn)火信號；以及由點(diǎn)火器、起爆藥和擴爆藥組成的引爆系統。

在延時(shí)模塊內部，MCU 將信號傳遞給每個(gè)電容器觸發(fā)點(diǎn)火。

根據設計，可采用一個(gè)或兩個(gè)儲能電容提供點(diǎn)火。因此，電容器起著(zhù)重要作用。然而，電容技術(shù)多種多樣，針對電子雷管的電容器又該如何選擇呢？

電容器選型

使用龐大的 DC/DC 轉換器將高電壓（28 V 或更高）轉換為低電壓（3.3 V 至 5 V）用于 MCU 的工作是不切實(shí)際的，而電容器則是理想選擇。由于尺寸、成本和/或穩定性問(wèn)題，鋁、薄膜、大電流功率薄膜和液鉭等技術(shù)不是最佳選擇。因此，我們推薦兩種電容器技術(shù)：固體鉭或多層陶瓷片式 (MLCC) 電容器。請參閱 Vishay 的電容圖，比較每種技術(shù)的電壓-容量范圍。

盡管 MLCC 具有多種電容值且體積小，但其電容-電壓 (CV) 體積效率不足以支持典型雷管應用。

除了高 CV 外，鉭電容器的電容值在整個(gè)工作電壓和工作溫度范圍內保持穩定，這意味著(zhù) DC 電壓輸出一致。鉭電容器還具有強大的抗機械沖擊性能。

最后，低漏電流 (DCL) 是鉭電容器成為理想之選的另一個(gè)特性。相比之下，在 12 V 應用中，MLCC 的漏電流幾乎是等效鉭電容器的兩倍，取決于材料和容量。

以 25 V、22 μF 電容器為例，這是 MLCC 可以實(shí)現的最大 CV，根據歐姆定律，DCL(I) = V / IR (R)。MLCC 性能如下：

MLCC 的絕緣電阻 (R)：50 Ω*F ÷ (22 x 10-6F) = 2.27 MΩ

DCL(I) = V / IR (R) = 12 V ÷ 2.27 MΩ = ~ 5.2 μA

低漏電流鉭電容器：

DCL(I) = 0.005CV = 0.005 x 12 V x (22 x 10-6F) = 1.3 μA

這些計算基于商業(yè)材料特性，絕緣電阻為 50 Ω*F 至 1000 Ω*F。

結語(yǔ)

現代電子雷管包括適用于各種爆炸應用并且精確一致引爆的延時(shí)模塊，隨著(zhù)可控性提高，最佳時(shí)間起爆的安全性也相應提高。盡管針對應用選擇電容器需要考慮許多因素，但就電子雷管來(lái)說(shuō)，Vishay 鉭電容器的性能出眾，是個(gè)不錯的選擇。