Săptămâna aceasta vom analiza utilizarea condensatoarelor cu film în loc de condensatoare electrolitice în condensatoarele DC-link.Acest articol va fi împărțit în două părți.

Odată cu dezvoltarea noii industrii energetice, tehnologia cu curent variabil este utilizată în mod obișnuit în consecință, iar condensatoarele DC-Link sunt deosebit de importante ca unul dintre dispozitivele cheie pentru selecție.Condensatorii DC-Link din filtrele DC necesită, în general, capacitate mare, procesare cu curent ridicat și tensiune înaltă, etc. Prin compararea caracteristicilor condensatoarelor cu film și condensatoarelor electrolitice și analizând aplicațiile aferente, această lucrare concluzionează că în proiectele de circuite care necesită o tensiune mare de funcționare, curent de ondulare mare (Irms), cerințe de supratensiune, inversare a tensiunii, curent de pornire mare (dV/dt) și durată lungă de viață.Odată cu dezvoltarea tehnologiei de depunere de vapori metalizat și a tehnologiei condensatoarelor cu film, condensatoarele cu film vor deveni o tendință pentru designer de a înlocui condensatorii electrolitici în ceea ce privește performanța și prețul în viitor.

Odată cu introducerea de noi politici legate de energie și dezvoltarea unei noi industrii energetice în diferite țări, dezvoltarea industriilor conexe în acest domeniu a adus noi oportunități.Iar condensatorii, ca o industrie de produse esențială în amonte, au câștigat, de asemenea, noi oportunități de dezvoltare.În vehiculele cu energie nouă și energie nouă, condensatorii sunt componente cheie în controlul energiei, managementul energiei, invertorul de putere și sistemele de conversie DC-AC care determină durata de viață a convertorului.Cu toate acestea, în invertor, puterea DC este utilizată ca sursă de alimentare de intrare, care este conectată la invertor printr-o magistrală DC, care se numește DC-Link sau suport DC.Deoarece invertorul primește curenți RMS ridicat și impulsuri de vârf de la DC-Link, generează o tensiune mare de impuls pe DC-Link, făcând dificilă rezistența invertorului.Prin urmare, condensatorul DC-Link este necesar pentru a absorbi curentul de puls ridicat de la DC-Link și pentru a preveni ca fluctuația înaltă a tensiunii de impuls a invertorului să fie în intervalul acceptabil;pe de altă parte, previne, de asemenea, ca invertoarele să fie afectate de depășirea tensiunii și supratensiunea tranzitorie pe DC-Link.

Diagrama schematică a utilizării condensatoarelor DC-Link în energie nouă (inclusiv generarea de energie eoliană și generarea de energie fotovoltaică) și sistemele de acționare a motorului vehiculelor cu energie nouă este prezentată în figurile 1 și 2.

Figura 1 prezintă topologia circuitului convertizorului de energie eoliană, unde C1 este DC-Link (în general integrat în modul), C2 este absorbția IGBT, C3 este filtrarea LC (partea netă) și C4 partea rotorului filtrarea DV/DT.Figura 2 prezintă tehnologia circuitului convertorului de putere PV, unde C1 este filtrarea DC, C2 este filtrarea EMI, C4 este DC-Link, C6 este filtrarea LC (partea rețelei), C3 este filtrarea DC și C5 este absorbția IPM/IGBT.Figura 3 prezintă sistemul principal de acționare a motorului din noul sistem de vehicule cu energie, unde C3 este DC-Link și C4 este condensatorul de absorbție IGBT.

În noile aplicații de energie menționate mai sus, condensatoarele DC-Link, ca dispozitiv cheie, sunt necesare pentru o fiabilitate ridicată și o durată lungă de viață în sistemele de generare a energiei eoliene, sistemele de generare a energiei fotovoltaice și sistemele de vehicule cu energie noi, astfel încât selecția lor este deosebit de importantă.Mai jos este o comparație a caracteristicilor condensatoarelor cu film și condensatoarelor electrolitice și analiza acestora în aplicația condensatorului DC-Link.

1. Comparație de caracteristici

1.1 Condensatoare de film

Principiul tehnologiei de metalizare a filmului este introdus pentru prima dată: un strat suficient de subțire de metal este vaporizat pe suprafața suportului de film subțire.În prezența unui defect în mediu, stratul este capabil să se evapore și astfel să izoleze locul defect pentru protecție, fenomen cunoscut sub numele de autovindecare.

Figura 4 prezintă principiul acoperirii de metalizare, în care mediul de film subțire este pretratat (corona sau altminteri) înainte de vaporizare, astfel încât moleculele de metal să poată adera la el.Metalul este evaporat prin dizolvarea la temperatură înaltă sub vid (1400℃ până la 1600℃ pentru aluminiu și 400℃ până la 600℃ pentru zinc), iar vaporii de metal se condensează pe suprafața filmului atunci când se întâlnește cu filmul răcit (temperatura de răcire a filmului). -25℃ până la -35℃), formând astfel o acoperire metalică.Dezvoltarea tehnologiei de metalizare a îmbunătățit rezistența dielectrică a filmului dielectric pe unitate de grosime, iar proiectarea condensatorului pentru aplicarea cu impulsuri sau descărcare a tehnologiei uscate poate ajunge la 500V/µm, iar proiectarea condensatorului pentru aplicarea filtrului DC poate ajunge la 250V /µm.Condensatorul DC-Link aparține acestuia din urmă și, conform IEC61071 pentru aplicația electronică de putere, condensatorul poate rezista la șocuri de tensiune mai severe și poate atinge de 2 ori tensiunea nominală.

Prin urmare, utilizatorul trebuie să ia în considerare doar tensiunea nominală de operare necesară pentru proiectarea lor.Condensatorii cu film metalizat au un ESR scăzut, ceea ce le permite să reziste la curenți de ondulare mai mari;ESL mai mic îndeplinește cerințele de proiectare cu inductanță scăzută ale invertoarelor și reduce efectul de oscilație la frecvențele de comutare.

Calitatea filmului dielectric, calitatea stratului de metalizare, designul condensatorului și procesul de fabricație determină caracteristicile de auto-vindecare ale condensatoarelor metalizate.Dielectricul de film utilizat pentru condensatoarele DC-Link fabricate este în principal film OPP.

Conținutul capitolului 1.2 va fi publicat în articolul de săptămâna viitoare.