Ovaj tjedan analizirat ćemo upotrebu filmskih kondenzatora umjesto elektrolitskih kondenzatora u kondenzatorima istosmjernog međukruga.Ovaj će članak biti podijeljen u dva dijela.

S razvojem nove energetske industrije, tehnologija promjenjive struje se uobičajeno koristi u skladu s tim, a DC-Link kondenzatori su posebno važni kao jedan od ključnih uređaja za odabir.DC-Link kondenzatori u DC filtrima općenito zahtijevaju veliki kapacitet, obradu visoke struje i visoki napon, itd. Usporedbom karakteristika filmskih kondenzatora i elektrolitskih kondenzatora i analizom povezanih primjena, ovaj rad zaključuje da u dizajnu krugova koji zahtijevaju visoki radni napon, visoka valovita struja (Irms), zahtjevi za prenaponom, reverzijom napona, visokom udarnom strujom (dV/dt) i dugim vijekom trajanja.S razvojem tehnologije taloženja metalizirane pare i tehnologije filmskih kondenzatora, filmski kondenzatori postat će trend za dizajnere da zamijene elektrolitske kondenzatore u smislu izvedbe i cijene u budućnosti.

S uvođenjem novih energetskih politika i razvojem nove energetske industrije u raznim zemljama, razvoj srodnih industrija u ovom području donio je nove mogućnosti.I kondenzatori, kao bitna industrija povezanih proizvoda, također su dobili nove razvojne prilike.U novoj energiji i novim energetskim vozilima, kondenzatori su ključne komponente u kontroli energije, upravljanju energijom, pretvaraču snage i sustavima pretvorbe DC-AC koji određuju životni vijek pretvarača.Međutim, u pretvaraču se istosmjerna snaga koristi kao ulazni izvor napajanja, koji je povezan s pretvaračem preko DC sabirnice, što se naziva DC-Link ili DC podrška.Budući da pretvarač prima visoku RMS i vršnu impulsnu struju od DC-Linka, on generira visoki pulsni napon na DC-Link-u, što otežava izdržavanje pretvarača.Stoga je DC-Link kondenzator potreban za apsorbiranje visoke pulsne struje iz DC-Linka i sprječavanje da visoke fluktuacije pulsnog napona pretvarača budu unutar prihvatljivog raspona;s druge strane, također sprječava da na pretvarače utječe prekoračenje napona i prolazni prenapon na DC-linku.

Shematski dijagram upotrebe DC-Link kondenzatora u novoj energiji (uključujući proizvodnju energije vjetra i fotonaponske energije) i novi energetski pogonski sustavi vozila prikazani su na slikama 1 i 2.

Slika 1 prikazuje topologiju kruga pretvarača snage vjetra, gdje je C1 DC-Link (općenito integriran u modul), C2 je IGBT apsorpcija, C3 je LC filtriranje (mrežna strana), a C4 DV/DT filtriranje na strani rotora.Slika 2 prikazuje tehnologiju kruga PV pretvarača snage, gdje je C1 DC filtriranje, C2 je EMI filtriranje, C4 je DC-Link, C6 je LC filtriranje (strana mreže), C3 je DC filtriranje, a C5 je IPM/IGBT apsorpcija.Slika 3 prikazuje glavni pogonski sustav motora u novom energetskom sustavu vozila, gdje je C3 DC-Link, a C4 IGBT apsorpcijski kondenzator.

U gore navedenim novim energetskim primjenama, DC-Link kondenzatori, kao ključni uređaj, potrebni su za visoku pouzdanost i dug vijek trajanja u sustavima za proizvodnju energije vjetra, fotonaponskim sustavima za proizvodnju energije i novim energetskim sustavima vozila, stoga je njihov odabir posebno važan.Slijedi usporedba karakteristika filmskih kondenzatora i elektrolitskih kondenzatora i njihova analiza u primjeni DC-Link kondenzatora.

1. Usporedba značajki

1.1 Filmski kondenzatori

Prvo se uvodi princip tehnologije metalizacije filma: dovoljno tanak sloj metala se isparava na površini medija tankog filma.U prisutnosti defekta u mediju, sloj može ispariti i tako izolirati defektno mjesto radi zaštite, što je fenomen poznat kao samozacjeljivanje.

Slika 4 prikazuje princip metalizirajućeg premaza, gdje se medij tankog filma prethodno obrađuje (korona ili inače) prije isparavanja tako da se molekule metala mogu zalijepiti za njega.Metal se isparava otapanjem na visokoj temperaturi pod vakuumom (1400 ℃ do 1600 ℃ za aluminij i 400 ℃ do 600 ℃ za cink), a metalna para se kondenzira na površini filma kada se susretne s ohlađenim filmom (temperatura hlađenja filma -25 ℃ do -35 ℃), čime se stvara metalna prevlaka.Razvoj tehnologije metalizacije poboljšao je dielektričnu čvrstoću dielektričnog filma po jedinici debljine, a dizajn kondenzatora za primjenu pulsa ili pražnjenja suhe tehnologije može doseći 500 V/µm, a dizajn kondenzatora za primjenu DC filtra može doseći 250 V /µm.DC-Link kondenzator pripada potonjem, a prema IEC61071 za primjenu u energetskoj elektronici kondenzator može izdržati jači naponski udar, te može doseći 2 puta veći napon od nazivnog.

Stoga korisnik treba uzeti u obzir samo nazivni radni napon potreban za njihov dizajn.Kondenzatori s metaliziranim filmom imaju nizak ESR, što im omogućuje da izdrže veće valovitosti struja;niži ESL zadovoljava zahtjeve dizajna invertora za nisku induktivnost i smanjuje učinak oscilacije na frekvencijama prekidanja.

Kvaliteta filmskog dielektrika, kvaliteta metalizirajuće prevlake, dizajn kondenzatora i proizvodni proces određuju karakteristike samoiscjeljivanja metaliziranih kondenzatora.Filmski dielektrik koji se koristi za proizvedene DC-Link kondenzatore je uglavnom OPP film.

Sadržaj poglavlja 1.2 bit će objavljen u članku sljedećeg tjedna.