Tento týždeň budeme analyzovať použitie filmových kondenzátorov namiesto elektrolytických kondenzátorov v jednosmerných kondenzátoroch.Tento článok bude rozdelený na dve časti.

S rozvojom nového energetického priemyslu sa bežne používa technológia s premenlivým prúdom a kondenzátory DC-Link sú obzvlášť dôležité ako jedno z kľúčových zariadení pre výber.Kondenzátory DC-Link v jednosmerných filtroch vo všeobecnosti vyžadujú veľkú kapacitu, spracovanie vysokým prúdom a vysokým napätím atď. Porovnaním charakteristík filmových kondenzátorov a elektrolytických kondenzátorov a analýzou súvisiacich aplikácií tento článok dospel k záveru, že v návrhoch obvodov vyžadujúcich vysoké prevádzkové napätie, vysoké zvlnenie prúdu (Irms), požiadavky na prepätie, reverzácia napätia, vysoký nábehový prúd (dV/dt) a dlhá životnosť.S rozvojom technológie metalizovaného naparovania a technológie filmových kondenzátorov sa filmové kondenzátory stanú trendom pre konštruktérov nahrádzať elektrolytické kondenzátory z hľadiska výkonu a ceny v budúcnosti.

So zavedením nových politík súvisiacich s energetikou a rozvojom nového energetického priemyslu v rôznych krajinách priniesol rozvoj príbuzných odvetví v tejto oblasti nové príležitosti.A kondenzátory, ako nevyhnutné výrobné odvetvie súvisiace s dodávateľským odvetvím, tiež získali nové možnosti vývoja.Vo vozidlách s novou energiou a novou energiou sú kondenzátory kľúčovými komponentmi v oblasti riadenia energie, správy napájania, meniča napájania a systémov konverzie DC-AC, ktoré určujú životnosť meniča.V meniči sa však ako vstupný zdroj energie používa jednosmerný prúd, ktorý je pripojený k meniču cez zbernicu jednosmerného prúdu, ktorá sa nazýva DC-Link alebo podpora jednosmerného prúdu.Pretože menič prijíma vysoké RMS a špičkové pulzné prúdy z DC-Link, generuje vysoké pulzné napätie na DC-Link, čo sťažuje meniču odolávať.Preto je kondenzátor DC-Link potrebný na absorbovanie vysokého pulzného prúdu z DC-Link a zabránenie tomu, aby kolísanie vysokého pulzného napätia meniča bolo v prijateľnom rozsahu;na druhej strane tiež bráni tomu, aby boli meniče ovplyvnené prekmitom napätia a prechodným prepätím na DC-Link.

Schematický diagram použitia kondenzátorov DC-Link v novej energii (vrátane výroby veternej energie a výroby fotovoltaickej energie) a nových energetických systémoch pohonu motorov vozidiel je znázornený na obrázkoch 1 a 2.

Obrázok 1 zobrazuje topológiu obvodu meniča veternej energie, kde C1 je jednosmerné prepojenie (všeobecne integrované do modulu), C2 je absorpcia IGBT, C3 je LC filtrovanie (sieťová strana) a C4 DV/DT filtrovanie na strane rotora.Obrázok 2 zobrazuje technológiu obvodu konvertora PV, kde C1 je DC filtrovanie, C2 je EMI filtrovanie, C4 je DC-Link, C6 je LC filtrovanie (na strane siete), C3 je DC filtrovanie a C5 je IPM/IGBT absorpcia.Obrázok 3 zobrazuje systém pohonu hlavného motora v systéme nového energetického vozidla, kde C3 je DC-Link a C4 je IGBT absorpčný kondenzátor.

Vo vyššie uvedených nových energetických aplikáciách sú kondenzátory DC-Link ako kľúčové zariadenie potrebné pre vysokú spoľahlivosť a dlhú životnosť v systémoch na výrobu energie z vetra, vo fotovoltaických systémoch na výrobu energie a v systémoch nových energetických vozidiel, takže ich výber je obzvlášť dôležitý.Nasleduje porovnanie charakteristík filmových kondenzátorov a elektrolytických kondenzátorov a ich analýza v aplikácii DC-Link kondenzátorov.

1. Porovnanie funkcií

1.1 Filmové kondenzátory

Najprv je predstavený princíp technológie filmovej metalizácie: na povrchu tenkovrstvového média sa odparí dostatočne tenká vrstva kovu.V prípade defektu v médiu je vrstva schopná odparovať sa a tak izolovať poškodené miesto na ochranu, jav známy ako samoliečenie.

Obrázok 4 ukazuje princíp pokovovania, kde je tenkovrstvové médium pred odparením vopred upravené (koróna alebo inak) tak, aby naň mohli priľnúť molekuly kovu.Kov sa odparuje rozpustením pri vysokej teplote vo vákuu (1 400 ℃ až 1 600 ℃ pre hliník a 400 ℃ až 600 ℃ pre zinok) a kovová para kondenzuje na povrchu filmu, keď sa stretne s chladeným filmom (teplota chladenia filmu -25 ℃ až -35 ℃), čím sa vytvorí kovový povlak.Vývoj technológie metalizácie zlepšil dielektrickú pevnosť dielektrika filmu na jednotku hrúbky a dizajn kondenzátora pre pulznú alebo výbojovú aplikáciu suchej technológie môže dosiahnuť 500 V / µm a dizajn kondenzátora pre aplikáciu DC filtra môže dosiahnuť 250 V /um.Kondenzátor DC-Link patrí k tým druhým a podľa normy IEC61071 pre aplikácie výkonovej elektroniky vydrží kondenzátor silnejší napäťový šok a môže dosiahnuť 2-násobok menovitého napätia.

Preto musí používateľ zvážiť iba menovité prevádzkové napätie potrebné pre ich návrh.Metalizované filmové kondenzátory majú nízku ESR, čo im umožňuje odolať väčším zvlneným prúdom;nižšia ESL spĺňa požiadavky na návrh invertorov s nízkou indukčnosťou a znižuje efekt oscilácií pri spínacích frekvenciách.

Kvalita dielektrika filmu, kvalita metalizovaného povlaku, konštrukcia kondenzátora a výrobný proces určujú samoliečiace vlastnosti metalizovaných kondenzátorov.Filmové dielektrikum používané pre vyrábané kondenzátory DC-Link je hlavne OPP film.

Obsah kapitoly 1.2 bude uverejnený v článku na budúci týždeň.