Tento týden budeme analyzovat použití filmových kondenzátorů místo elektrolytických kondenzátorů ve stejnosměrných kondenzátorech.Tento článek bude rozdělen do dvou částí.

S rozvojem nového energetického průmyslu se běžně používá technologie s proměnným proudem a kondenzátory DC-Link jsou zvláště důležité jako jedno z klíčových zařízení pro výběr.Kondenzátory DC-Link ve stejnosměrných filtrech obecně vyžadují velkou kapacitu, zpracování vysokým proudem a vysokým napětím atd. Porovnáním charakteristik filmových kondenzátorů a elektrolytických kondenzátorů a analýzou souvisejících aplikací dochází v tomto článku k závěru, že v návrzích obvodů vyžadujících vysoké provozní napětí, vysoké zvlnění proudu (Irms), požadavky na přepětí, reverzace napětí, vysoký zapínací proud (dV/dt) a dlouhá životnost.S rozvojem technologie metalizovaného napařování a technologie filmových kondenzátorů se filmové kondenzátory stanou trendem pro konstruktéry, aby v budoucnu nahradili elektrolytické kondenzátory z hlediska výkonu a ceny.

Se zaváděním nových politik souvisejících s energetikou a rozvojem nového energetického průmyslu v různých zemích přinesl rozvoj souvisejících odvětví v této oblasti nové příležitosti.A kondenzátory, jakožto základní průmysl související s produkty, také získaly nové možnosti vývoje.V nových energetických a nových energetických vozidlech jsou kondenzátory klíčovými součástmi pro řízení energie, řízení spotřeby, měniče napájení a systémy konverze DC-AC, které určují životnost měniče.Ve střídači se však jako vstupní zdroj energie používá stejnosměrné napájení, které je k střídači připojeno prostřednictvím stejnosměrné sběrnice, která se nazývá DC-Link nebo DC podpora.Protože střídač přijímá vysokou efektivní hodnotu a špičkové pulzní proudy ze stejnosměrného meziobvodu, generuje na stejnosměrném meziobvodu vysoké pulzní napětí, takže je pro střídač obtížné vydržet.Proto je kondenzátor DC-Link potřebný k absorbování vysokého pulzního proudu ze DC-Linku a zabránění tomu, aby kolísání vysokého pulzního napětí střídače bylo v přijatelném rozsahu;na druhé straně také zabraňuje ovlivnění měničů překmity napětí a přechodným přepětím na DC-Linku.

Schematický diagram použití stejnosměrných kondenzátorů v nové energetice (včetně výroby větrné energie a výroby fotovoltaické energie) a nových energetických motorových pohonných systémech vozidel je znázorněn na obrázcích 1 a 2.

Obrázek 1 ukazuje topologii obvodu měniče větrné energie, kde C1 je DC-Link (obecně integrovaný do modulu), C2 je IGBT absorpce, C3 je LC filtrování (síťová strana) a C4 DV/DT filtrování na straně rotoru.Obrázek 2 ukazuje technologii obvodu měniče PV, kde C1 je DC filtrování, C2 je EMI filtrování, C4 je DC-Link, C6 je LC filtrování (strana sítě), C3 je DC filtrování a C5 je IPM/IGBT absorpce.Obrázek 3 ukazuje hlavní hnací systém motoru v systému nového energetického vozidla, kde C3 je DC-Link a C4 je IGBT absorpční kondenzátor.

Ve výše zmíněných nových energetických aplikacích jsou kondenzátory DC-Link jako klíčové zařízení vyžadovány pro vysokou spolehlivost a dlouhou životnost v systémech výroby energie z větru, fotovoltaických systémech výroby energie a systémech nových energetických vozidel, takže jejich výběr je obzvláště důležitý.Následuje srovnání charakteristik filmových kondenzátorů a elektrolytických kondenzátorů a jejich analýza v aplikaci DC-Link kondenzátorů.

1. Porovnání vlastností

1.1 Filmové kondenzátory

Nejprve je představen princip technologie filmové metalizace: na povrchu tenkovrstvého média se odpaří dostatečně tenká vrstva kovu.V případě defektu v médiu se vrstva může odpařit a izolovat tak defektní místo pro ochranu, což je jev známý jako samoléčení.

Obrázek 4 ukazuje princip metalizačního povlaku, kde je tenkovrstvé médium před odpařením předem upraveno (korona nebo jinak) tak, aby na něm mohly ulpívat molekuly kovu.Kov se odpařuje rozpuštěním při vysoké teplotě ve vakuu (1400 ℃ až 1600 ℃ pro hliník a 400 ℃ až 600 ℃ pro zinek) a kovové páry kondenzují na povrchu filmu, když se setká s ochlazeným filmem (teplota chlazení filmu -25 ℃ až -35 ℃), čímž se vytvoří kovový povlak.Vývoj technologie pokovování zlepšil dielektrickou pevnost dielektrika filmu na jednotku tloušťky a návrh kondenzátoru pro pulzní nebo výbojovou aplikaci suché technologie může dosáhnout 500 V / µm a návrh kondenzátoru pro aplikaci DC filtru může dosáhnout 250 V /um.Kondenzátor DC-Link patří k těm druhým a podle IEC61071 pro aplikace výkonové elektroniky vydrží kondenzátor silnější napěťový šok a může dosáhnout 2násobku jmenovitého napětí.

Uživatel proto musí vzít v úvahu pouze jmenovité provozní napětí požadované pro jejich návrh.Kondenzátory s metalizovanou fólií mají nízkou ESR, což jim umožňuje odolat větším zvlněným proudům;nižší ESL splňuje požadavky na design s nízkou indukčností invertorů a snižuje oscilační efekt na spínacích frekvencích.

Kvalita dielektrika filmu, kvalita pokovení, konstrukce kondenzátoru a výrobní proces určují samoopravné vlastnosti pokovených kondenzátorů.Filmové dielektrikum používané pro vyráběné kondenzátory DC-Link je převážně OPP fólie.

Obsah kapitoly 1.2 bude zveřejněn v článku příští týden.