I denne uge skal vi analysere brugen af ​​filmkondensatorer i stedet for elektrolytiske kondensatorer i DC-link kondensatorer.Denne artikel vil blive opdelt i to dele.

Med udviklingen af ​​ny energiindustri bruges variabel strømteknologi almindeligvis i overensstemmelse hermed, og DC-Link-kondensatorer er særligt vigtige som en af ​​nøgleenhederne til valg.DC-Link-kondensatorerne i DC-filtre kræver generelt stor kapacitet, høj strømbehandling og højspænding osv. Ved at sammenligne egenskaberne af filmkondensatorer og elektrolytiske kondensatorer og analysere de relaterede applikationer konkluderer dette papir, at i kredsløbsdesign, der kræver høj driftsspænding, høj bølgestrøm (Irms), overspændingskrav, spændingsvending, høj startstrøm (dV/dt) og lang levetid.Med udviklingen af ​​metalliseret dampaflejringsteknologi og filmkondensatorteknologi vil filmkondensatorer blive en trend for designere at erstatte elektrolytiske kondensatorer med hensyn til ydeevne og pris i fremtiden.

Med indførelsen af ​​nye energirelaterede politikker og udviklingen af ​​ny energiindustri i forskellige lande har udviklingen af ​​relaterede industrier på dette område bragt nye muligheder.Og kondensatorer, som en væsentlig opstrømsrelateret produktindustri, har også fået nye udviklingsmuligheder.I nye energi- og nye energikøretøjer er kondensatorer nøglekomponenter i energistyring, strømstyring, power inverter og DC-AC konverteringssystemer, der bestemmer konverterens levetid.Men i vekselretteren bruges jævnstrøm som indgangsstrømkilde, som er forbundet til vekselretteren gennem en DC-bus, som kaldes DC-Link eller DC-understøttelse.Da inverteren modtager høje RMS- og spidspulsstrømme fra DC-Link, genererer den høj pulsspænding på DC-Link, hvilket gør det vanskeligt for inverteren at modstå.Derfor er DC-Link-kondensatoren nødvendig for at absorbere den høje pulsstrøm fra DC-Link og forhindre, at inverterens høje pulsspændingsudsving er inden for det acceptable område;på den anden side forhindrer det også inverterne i at blive påvirket af spændingsoverskridelsen og forbigående overspænding på DC-Link.

Det skematiske diagram over brugen af ​​DC-Link-kondensatorer i ny energi (inklusive vindkraftproduktion og fotovoltaisk energiproduktion) og nye energikøretøjers motordrivsystemer er vist i figur 1 og 2.

Figur 1 viser vindkraftkonverterens kredsløbstopologi, hvor C1 er DC-Link (generelt integreret i modulet), C2 er IGBT-absorption, C3 er LC-filtrering (netside) og C4-rotorside DV/DT-filtrering.Figur 2 viser PV-strømkonverterens kredsløbsteknologi, hvor C1 er DC-filtrering, C2 er EMI-filtrering, C4 er DC-Link, C6 er LC-filtrering (netside), C3 er DC-filtrering, og C5 er IPM/IGBT-absorption.Figur 3 viser hovedmotorens drivsystem i det nye energikøretøjssystem, hvor C3 er DC-Link og C4 er IGBT absorptionskondensator.

I de ovennævnte nye energiapplikationer kræves DC-Link kondensatorer, som en nøgleenhed, for høj pålidelighed og lang levetid i vindkraftproduktionssystemer, solcelleanlæg og nye energikøretøjssystemer, så deres valg er særligt vigtigt.Det følgende er en sammenligning af egenskaberne for filmkondensatorer og elektrolytiske kondensatorer og deres analyse i DC-Link-kondensatorapplikationer.

1. Funktionssammenligning

1.1 Filmkondensatorer

Princippet om filmmetalliseringsteknologi introduceres først: et tilstrækkeligt tyndt lag metal fordampes på overfladen af ​​tyndfilmmediet.Ved tilstedeværelse af en defekt i mediet er laget i stand til at fordampe og dermed isolere det defekte sted til beskyttelse, et fænomen kendt som selvhelbredende.

Figur 4 viser princippet for metalliseringsbelægning, hvor tyndfilmsmediet forbehandles (korona eller andet) før fordampning, så metalmolekyler kan klæbe til det.Metallet fordampes ved at opløses ved høj temperatur under vakuum (1400 ℃ til 1600 ℃ for aluminium og 400 ℃ til 600 ℃ for zink), og metaldampen kondenseres på overfladen af ​​filmen, når den møder den afkølede film (filmafkølingstemperatur) -25 ℃ til -35 ℃), hvilket danner en metalbelægning.Udviklingen af ​​metalliseringsteknologi har forbedret den dielektriske styrke af filmens dielektriske per enhedstykkelse, og designet af kondensatoren til puls- eller udladningsanvendelse af tør teknologi kan nå 500V/µm, og designet af kondensatoren til DC-filteranvendelse kan nå 250V /µm.DC-Link kondensator tilhører sidstnævnte, og ifølge IEC61071 for effektelektronik applikation kan kondensator modstå mere alvorlige spændingschok og kan nå 2 gange den nominelle spænding.

Derfor behøver brugeren kun at overveje den nominelle driftsspænding, der kræves til deres design.Metalliserede filmkondensatorer har en lav ESR, som giver dem mulighed for at modstå større bølgestrømme;den lavere ESL opfylder inverternes designkrav med lav induktans og reducerer oscillationseffekten ved koblingsfrekvenser.

Kvaliteten af ​​filmdielektrikummet, kvaliteten af ​​metalliseringsbelægningen, kondensatordesignet og fremstillingsprocessen bestemmer de selvhelbredende egenskaber for de metalliserede kondensatorer.Det filmdielektriske, der bruges til fremstillede DC-Link-kondensatorer, er hovedsageligt OPP-film.

Indholdet af kapitel 1.2 vil blive offentliggjort i næste uges artikel.