Denne uken skal vi analysere bruken av filmkondensatorer i stedet for elektrolytiske kondensatorer i DC-link kondensatorer.Denne artikkelen vil bli delt inn i to deler.

Med utviklingen av ny energiindustri, brukes variabel strømteknologi ofte tilsvarende, og DC-Link-kondensatorer er spesielt viktige som en av nøkkelenhetene for valg.DC-Link-kondensatorene i DC-filtre krever generelt stor kapasitet, høy strømbehandling og høy spenning, etc. Ved å sammenligne egenskapene til filmkondensatorer og elektrolytiske kondensatorer og analysere de relaterte applikasjonene, konkluderer denne artikkelen at i kretsdesign som krever høy driftsspenning, høy rippelstrøm (Irms), overspenningskrav, spenningsreversering, høy innkoblingsstrøm (dV/dt) og lang levetid.Med utviklingen av metallisert dampavsetningsteknologi og filmkondensatorteknologi, vil filmkondensatorer bli en trend for designere å erstatte elektrolytiske kondensatorer når det gjelder ytelse og pris i fremtiden.

Med introduksjonen av ny energirelatert politikk og utviklingen av ny energiindustri i forskjellige land, har utviklingen av relaterte industrier på dette feltet gitt nye muligheter.Og kondensatorer, som en viktig oppstrømsrelatert produktindustri, har også fått nye utviklingsmuligheter.I nye energi- og nye energikjøretøyer er kondensatorer nøkkelkomponenter i energikontroll, strømstyring, strømomformer og DC-AC-konverteringssystemer som bestemmer omformerens levetid.I omformeren brukes imidlertid likestrøm som inngangsstrømkilde, som er koblet til omformeren gjennom en DC-buss, som kalles DC-Link eller DC-støtte.Siden omformeren mottar høye RMS og topppulsstrømmer fra DC-Link, genererer den høy pulsspenning på DC-Link, noe som gjør det vanskelig for omformeren å motstå.Derfor er DC-Link-kondensatoren nødvendig for å absorbere den høye pulsstrømmen fra DC-Linken og forhindre at den høye pulsspenningsfluktuasjonen til omformeren er innenfor det akseptable området;på den annen side forhindrer den også at omformerne blir påvirket av spenningsoverskuddet og forbigående overspenning på DC-linken.

Det skjematiske diagrammet over bruken av DC-Link-kondensatorer i ny energi (inkludert vindkraftproduksjon og fotovoltaisk kraftproduksjon) og motordrivsystemer for nye energikjøretøyer er vist i figur 1 og 2.

Figur 1 viser vindkraftomformerkretsens topologi, der C1 er DC-Link (vanligvis integrert i modulen), C2 er IGBT-absorpsjon, C3 er LC-filtrering (nettside), og C4-rotorside DV/DT-filtrering.Figur 2 viser PV-strømomformerkretsteknologien, der C1 er DC-filtrering, C2 er EMI-filtrering, C4 er DC-Link, C6 er LC-filtrering (nettside), C3 er DC-filtrering og C5 er IPM/IGBT-absorpsjon.Figur 3 viser hovedmotordrivsystemet i det nye energikjøretøysystemet, der C3 er DC-Link og C4 er IGBT absorpsjonskondensator.

I de ovenfor nevnte nye energiapplikasjonene kreves DC-Link-kondensatorer, som en nøkkelenhet, for høy pålitelighet og lang levetid i vindkraftproduksjonssystemer, solcelleanlegg og nye energikjøretøysystemer, så valg av dem er spesielt viktig.Følgende er en sammenligning av egenskapene til filmkondensatorer og elektrolytiske kondensatorer og deres analyse i DC-Link-kondensatorapplikasjoner.

1.Sammenligning av funksjoner

1.1 Filmkondensatorer

Prinsippet for filmmetalliseringsteknologi introduseres først: et tilstrekkelig tynt lag av metall fordampes på overflaten av tynnfilmmediet.I nærvær av en defekt i mediet, er laget i stand til å fordampe og dermed isolere det defekte stedet for beskyttelse, et fenomen kjent som selvhelbredende.

Figur 4 viser prinsippet for metalliseringsbelegg, hvor tynnfilmmediet forbehandles (korona ellers) før fordampning slik at metallmolekyler kan feste seg til det.Metallet fordampes ved å oppløses ved høy temperatur under vakuum (1400 ℃ til 1600 ℃ for aluminium og 400 ℃ til 600 ℃ for sink), og metalldampen kondenseres på overflaten av filmen når den møter den avkjølte filmen (filmens kjøletemperatur -25 ℃ til -35 ℃), og danner dermed et metallbelegg.Utviklingen av metalliseringsteknologi har forbedret den dielektriske styrken til filmens dielektriske per enhetstykkelse, og utformingen av kondensatoren for puls- eller utladningsanvendelse av tørr teknologi kan nå 500V/µm, og utformingen av kondensatoren for DC-filterapplikasjon kan nå 250V /µm.DC-Link kondensator tilhører sistnevnte, og i henhold til IEC61071 for kraftelektronikk kan kondensator tåle mer alvorlig spenningsstøt, og kan nå 2 ganger nominell spenning.

Derfor trenger brukeren bare vurdere den nominelle driftsspenningen som kreves for deres design.Metalliserte filmkondensatorer har en lav ESR, som lar dem tåle større krusningsstrømmer;den nedre ESL oppfyller de lave induktansdesignkravene til omformere og reduserer oscillasjonseffekten ved byttefrekvenser.

Kvaliteten på filmdielektrikken, kvaliteten på metalliseringsbelegget, kondensatordesignet og produksjonsprosessen bestemmer de selvhelbredende egenskapene til de metalliserte kondensatorene.Filmdielektrikumet som brukes til produserte DC-Link-kondensatorer er hovedsakelig OPP-film.

Innholdet i kapittel 1.2 publiseres i neste ukes artikkel.