Aquesta setmana analitzarem l'ús de condensadors de pel·lícula en lloc de condensadors electrolítics en condensadors d'enllaç DC.Aquest article es dividirà en dues parts.

Amb el desenvolupament de la nova indústria energètica, la tecnologia de corrent variable s'utilitza habitualment en conseqüència, i els condensadors DC-Link són especialment importants com un dels dispositius clau per a la selecció.Els condensadors DC-Link dels filtres de corrent continu requereixen generalment una gran capacitat, un processament de corrent elevat i un alt voltatge, etc. Comparant les característiques dels condensadors de pel·lícula i els condensadors electrolítics i analitzant les aplicacions relacionades, aquest article conclou que en els dissenys de circuits que requereixen una tensió de funcionament alta, corrent d'ondulació alta (Irms), requisits de sobretensió, inversió de tensió, corrent d'entrada alta (dV/dt) i llarga vida útil.Amb el desenvolupament de la tecnologia de deposició de vapor metal·litzat i la tecnologia de condensadors de pel·lícula, els condensadors de pel·lícula es convertiran en una tendència per al dissenyador per substituir els condensadors electrolítics en termes de rendiment i preu en el futur.

Amb la introducció de noves polítiques relacionades amb l'energia i el desenvolupament de la nova indústria energètica a diversos països, el desenvolupament d'indústries relacionades en aquest camp ha aportat noves oportunitats.I els condensadors, com a indústria essencial de productes relacionats amb l'aigua amunt, també han obtingut noves oportunitats de desenvolupament.En els vehicles d'energia nova i de nova energia, els condensadors són components clau en el control de l'energia, la gestió de l'energia, l'inversor de potència i els sistemes de conversió DC-AC que determinen la vida útil del convertidor.Tanmateix, a l'inversor, l'alimentació de CC s'utilitza com a font d'alimentació d'entrada, que es connecta a l'inversor mitjançant un bus de CC, que s'anomena DC-Link o suport de CC.Atès que l'inversor rep alts RMS i corrents de pols màxims del DC-Link, genera una alta tensió de pols al DC-Link, cosa que dificulta la resistència de l'inversor.Per tant, el condensador DC-Link és necessari per absorbir el corrent de pols elevat del DC-Link i evitar que la fluctuació de voltatge d'alta pols de l'inversor estigui dins del rang acceptable;d'altra banda, també evita que els inversors es vegin afectats per la superació de tensió i la sobretensió transitòria al DC-Link.

A les figures 1 i 2 es mostra el diagrama esquemàtic de l'ús de condensadors DC-Link en noves energies (incloent-hi la generació d'energia eòlica i la generació d'energia fotovoltaica) i els sistemes d'accionament del motor de vehicles d'energia nova.

La figura 1 mostra la topologia del circuit del convertidor d'energia eòlica, on C1 és DC-Link (generalment integrat al mòdul), C2 és absorció IGBT, C3 és filtratge LC (costat net) i C4 costat rotor filtrat DV/DT.La figura 2 mostra la tecnologia del circuit del convertidor d'energia fotovoltaica, on C1 és filtre de CC, C2 és filtrat EMI, C4 és DC-Link, C6 és filtrat LC (costat de la xarxa), C3 és filtrat de CC i C5 és absorció IPM/IGBT.La figura 3 mostra el sistema d'accionament del motor principal del nou sistema de vehicles d'energia, on C3 és DC-Link i C4 és un condensador d'absorció IGBT.

En les noves aplicacions energètiques esmentades anteriorment, els condensadors DC-Link, com a dispositiu clau, són necessaris per a una alta fiabilitat i llarga vida en sistemes de generació d'energia eòlica, sistemes de generació d'energia fotovoltaica i sistemes de vehicles d'energia nova, per la qual cosa la seva selecció és especialment important.A continuació es fa una comparació de les característiques dels condensadors de pel·lícula i dels condensadors electrolítics i la seva anàlisi en l'aplicació de condensadors DC-Link.

1. Comparació de característiques

1.1 Condensadors de pel·lícula

S'introdueix per primera vegada el principi de la tecnologia de metal·lització de pel·lícules: una capa de metall prou prima es vaporitza a la superfície del suport de pel·lícula fina.En presència d'un defecte en el medi, la capa és capaç d'evaporar-se i així aïllar el punt defectuós per a la protecció, un fenomen conegut com a autocuració.

La figura 4 mostra el principi de recobriment de metal·lització, on el medi de pel·lícula fina es tracta prèviament (corona d'una altra manera) abans de la vaporització perquè les molècules metàl·liques s'hi puguin adherir.El metall s'evapora mitjançant la dissolució a alta temperatura al buit (de 1400 ℃ a 1600 ℃ per a l'alumini i de 400 ℃ a 600 ℃ per al zinc) i el vapor metàl·lic es condensa a la superfície de la pel·lícula quan es troba amb la pel·lícula refrigerada (temperatura de refrigeració de la pel·lícula). -25 ℃ a -35 ℃), formant així un recobriment metàl·lic.El desenvolupament de la tecnologia de metal·lització ha millorat la rigidesa dielèctrica del dielèctric de pel·lícula per unitat de gruix, i el disseny del condensador per a l'aplicació de pols o descàrrega de la tecnologia seca pot arribar a 500 V/µm, i el disseny del condensador per a l'aplicació del filtre de CC pot arribar als 250 V. /µm.El condensador DC-Link pertany a aquest últim i, segons IEC61071 per a l'aplicació d'electrònica de potència, el condensador pot suportar un xoc de tensió més greu i pot arribar a 2 vegades la tensió nominal.

Per tant, l'usuari només ha de tenir en compte la tensió de funcionament nominal necessària per al seu disseny.Els condensadors de pel·lícula metal·litzada tenen un ESR baix, que els permet suportar corrents d'ondulatge més grans;L'ESL més baix compleix els requisits de disseny de baixa inductància dels inversors i redueix l'efecte d'oscil·lació a les freqüències de commutació.

La qualitat del dielèctric de la pel·lícula, la qualitat del recobriment de metal·lització, el disseny del condensador i el procés de fabricació determinen les característiques d'autocuració dels condensadors metal·litzats.El dielèctric de pel·lícula utilitzat per als condensadors DC-Link fabricats és principalment pel·lícula OPP.

El contingut del capítol 1.2 es publicarà a l'article de la setmana vinent.