Тази седмица ще анализираме използването на филмови кондензатори вместо електролитни кондензатори в DC-link кондензатори.Тази статия ще бъде разделена на две части.

С развитието на новата енергийна индустрия обикновено се използва технология с променлив ток, а кондензаторите DC-Link са особено важни като едно от ключовите устройства за избор.Кондензаторите DC-Link в DC филтрите обикновено изискват голям капацитет, обработка с висок ток и високо напрежение и т.н. Чрез сравняване на характеристиките на филмови кондензатори и електролитни кондензатори и анализиране на свързаните приложения, тази статия заключава, че в дизайни на вериги, изискващи високо работно напрежение, висок пулсационен ток (Irms), изисквания за пренапрежение, обръщане на напрежението, висок пусков ток (dV/dt) и дълъг живот.С развитието на технологията за отлагане на метализирани пари и технологията за филмови кондензатори, филмовите кондензатори ще се превърнат в тенденция за дизайнерите да заменят електролитните кондензатори по отношение на производителност и цена в бъдеще.

С въвеждането на нови политики, свързани с енергията, и развитието на нова енергийна индустрия в различни страни, развитието на свързани индустрии в тази област донесе нови възможности.И кондензаторите, като основна продуктова индустрия, свързана нагоре по веригата, също получиха нови възможности за развитие.В новата енергия и превозните средства с нова енергия кондензаторите са ключови компоненти в контрола на енергията, управлението на мощността, инвертора на мощността и системите за преобразуване на DC-AC, които определят живота на преобразувателя.В инвертора обаче DC захранването се използва като източник на входно захранване, което е свързано към инвертора чрез DC шина, която се нарича DC-Link или DC поддръжка.Тъй като инверторът получава високи RMS и пикови импулсни токове от DC-Link, той генерира високо импулсно напрежение на DC-Link, което затруднява издържането на инвертора.Следователно, кондензаторът DC-Link е необходим, за да абсорбира високия импулсен ток от DC-Link и да предотврати високите колебания на импулсното напрежение на инвертора в приемливия диапазон;от друга страна, също така предотвратява инверторите да бъдат засегнати от превишаване на напрежението и преходно пренапрежение на DC-Link.

Схематичната диаграма на използването на кондензатори DC-Link в нова енергия (включително производство на вятърна енергия и фотоволтаично производство на енергия) и системи за задвижване на нови енергийни превозни средства са показани на фигури 1 и 2.

Фигура 1 показва топологията на веригата на преобразувателя на вятърна енергия, където C1 е DC-Link (обикновено интегриран в модула), C2 е IGBT абсорбция, C3 е LC филтриране (мрежова страна) и C4 DV/DT филтриране от страна на ротора.Фигура 2 показва технологията на фотоволтаичната преобразувателна верига, където C1 е DC филтриране, C2 е EMI ​​филтриране, C4 е DC-Link, C6 е LC филтриране (от страната на мрежата), C3 е DC филтриране и C5 е IPM/IGBT абсорбция.Фигура 3 показва основната система за задвижване на двигателя в системата за нови енергийни превозни средства, където C3 е DC-Link, а C4 е IGBT абсорбционен кондензатор.

В гореспоменатите нови енергийни приложения, кондензаторите DC-Link, като ключово устройство, са необходими за висока надеждност и дълъг живот в системи за генериране на вятърна енергия, фотоволтаични системи за генериране на електроенергия и системи за нови енергийни превозни средства, така че изборът им е особено важен.Следното е сравнение на характеристиките на филмовите кондензатори и електролитните кондензатори и техния анализ в приложението на DC-Link кондензатор.

1. Сравнение на характеристиките

1.1 Филмови кондензатори

Първо се въвежда принципът на технологията за филмова метализация: достатъчно тънък слой метал се изпарява върху повърхността на тънкослойния носител.При наличие на дефект в средата, слоят може да се изпари и по този начин да изолира дефектното място за защита, феномен, известен като самовъзстановяване.

Фигура 4 показва принципа на метализиращото покритие, при което тънкослойната среда е предварително обработена (корона или иначе) преди изпаряване, така че металните молекули да могат да се придържат към нея.Металът се изпарява чрез разтваряне при висока температура под вакуум (1400 ℃ до 1600 ℃ за алуминий и 400 ℃ до 600 ℃ за цинк), а металните пари се кондензират върху повърхността на филма, когато се срещнат с охладения филм (температура на охлаждане на филма -25 ℃ до -35 ℃), като по този начин се образува метално покритие.Развитието на технологията за метализация подобри диелектричната якост на диелектричния филм на единица дебелина и дизайнът на кондензатор за импулсно или разрядно приложение на суха технология може да достигне 500V/µm, а дизайнът на кондензатор за приложение на DC филтър може да достигне 250V /µm.Кондензаторът DC-Link принадлежи към последните и според IEC61071 за приложение в силова електроника кондензаторът може да издържи на по-сериозен волтажен удар и може да достигне 2 пъти номиналното напрежение.

Следователно, потребителят трябва само да вземе предвид номиналното работно напрежение, необходимо за техния дизайн.Метализираните филмови кондензатори имат ниско ESR, което им позволява да издържат на по-големи пулсационни токове;по-ниският ESL отговаря на проектните изисквания за ниска индуктивност на инверторите и намалява ефекта на трептене при честотите на превключване.

Качеството на филмовия диелектрик, качеството на метализиращото покритие, дизайнът на кондензатора и производственият процес определят характеристиките за самовъзстановяване на метализираните кондензатори.Филмовият диелектрик, използван за произведените кондензатори DC-Link, е основно OPP филм.

Съдържанието на глава 1.2 ще бъде публикувано в статия от следващата седмица.