Deze week gaan we het gebruik van filmcondensatoren in plaats van elektrolytische condensatoren in DC-tussenkringcondensatoren analyseren.Dit artikel zal in twee delen worden verdeeld.

Met de ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie wordt variabele stroomtechnologie vaak dienovereenkomstig gebruikt, en DC-Link-condensatoren zijn bijzonder belangrijk als een van de belangrijkste apparaten voor selectie.De DC-Link-condensatoren in DC-filters vereisen over het algemeen een grote capaciteit, hoge stroomverwerking en hoge spanning, enz. Door de kenmerken van filmcondensatoren en elektrolytische condensatoren te vergelijken en de gerelateerde toepassingen te analyseren, concludeert dit artikel dat in circuitontwerpen die een hoge bedrijfsspanning vereisen, hoge rimpelstroom (Irms), overspanningsvereisten, spanningsomkering, hoge inschakelstroom (dV/dt) en lange levensduur.Met de ontwikkeling van gemetalliseerde opdamptechnologie en filmcondensatortechnologie zullen filmcondensatoren in de toekomst een trend worden voor ontwerpers om elektrolytische condensatoren te vervangen in termen van prestaties en prijs.

Met de introductie van nieuw energiegerelateerd beleid en de ontwikkeling van een nieuwe energie-industrie in verschillende landen heeft de ontwikkeling van aanverwante industrieën op dit gebied nieuwe kansen gebracht.En condensatoren hebben, als een essentiële upstream-gerelateerde productindustrie, ook nieuwe ontwikkelingsmogelijkheden gekregen.In nieuwe energie en nieuwe energievoertuigen zijn condensatoren sleutelcomponenten in energiecontrole, energiebeheer, stroomomvormers en DC-AC-conversiesystemen die de levensduur van de omzetter bepalen.In de omvormer wordt echter gelijkstroom gebruikt als ingangsstroombron, die op de omvormer is aangesloten via een DC-bus, die DC-Link of DC-ondersteuning wordt genoemd.Omdat de omvormer hoge RMS- en piekpulsstromen ontvangt van de DC-Link, genereert deze een hoge pulsspanning op de DC-Link, waardoor het voor de omvormer moeilijk te weerstaan ​​is.Daarom is de DC-Link-condensator nodig om de hoge pulsstroom van de DC-Link te absorberen en te voorkomen dat de hoge pulsspanningsfluctuatie van de omvormer binnen het acceptabele bereik ligt;aan de andere kant voorkomt het ook dat de omvormers worden beïnvloed door spanningsoverschrijding en transiënte overspanning op de DC-Link.

Het schematische diagram van het gebruik van DC-Link-condensatoren in nieuwe energie (inclusief de opwekking van windenergie en fotovoltaïsche energie) en motoraandrijfsystemen voor nieuwe energievoertuigen wordt getoond in figuren 1 en 2.

Figuur 1 toont de topologie van het windenergieconvertorcircuit, waarbij C1 DC-Link is (meestal geïntegreerd in de module), C2 IGBT-absorptie is, C3 LC-filtering is (nettozijde) en C4 DV/DT-filtering aan rotorzijde.Figuur 2 toont de circuittechnologie voor PV-stroomconvertoren, waarbij C1 DC-filtering is, C2 EMI-filtering, C4 DC-Link, C6 LC-filtering (netzijde), C3 DC-filtering en C5 IPM/IGBT-absorptie is.Figuur 3 toont het hoofdmotoraandrijfsysteem in het nieuwe energievoertuigsysteem, waarbij C3 de DC-Link is en C4 de IGBT-absorptiecondensator is.

In de hierboven genoemde nieuwe energietoepassingen zijn DC-Link-condensatoren als sleutelapparaat vereist voor een hoge betrouwbaarheid en een lange levensduur in systemen voor de opwekking van windenergie, fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen en nieuwe energievoertuigsystemen, dus de selectie ervan is bijzonder belangrijk.Het volgende is een vergelijking van de kenmerken van filmcondensatoren en elektrolytische condensatoren en hun analyse in DC-Link-condensatortoepassing.

1. Functievergelijking

1.1 Filmcondensatoren

Het principe van filmmetallisatietechnologie wordt eerst geïntroduceerd: een voldoende dunne laag metaal wordt verdampt op het oppervlak van de dunne filmmedia.Als er een defect in het medium aanwezig is, kan de laag verdampen en zo de defecte plek isoleren ter bescherming, een fenomeen dat bekend staat als zelfgenezing.

Figuur 4 toont het principe van metallisatiecoating, waarbij het dunne-filmmedium wordt voorbehandeld (corona of anders) vóór verdamping, zodat metaalmoleculen eraan kunnen hechten.Het metaal wordt verdampt door het onder vacuüm op hoge temperatuur op te lossen (1400 ℃ tot 1600 ℃ voor aluminium en 400 ℃ tot 600 ℃ voor zink), en de metaaldamp condenseert op het oppervlak van de film wanneer deze de gekoelde film ontmoet (filmkoeltemperatuur -25℃ tot -35℃), waardoor een metalen coating ontstaat.De ontwikkeling van metallisatietechnologie heeft de diëlektrische sterkte van het filmdiëlektricum per dikte-eenheid verbeterd, en het ontwerp van de condensator voor puls- of ontladingstoepassing van droge technologie kan 500V / µm bereiken, en het ontwerp van de condensator voor DC-filtertoepassing kan 250V bereiken / µm.De DC-Link-condensator behoort tot de laatste en is volgens IEC61071 voor vermogenselektronica-toepassingen bestand tegen ernstigere spanningsschokken en kan 2 keer de nominale spanning bereiken.

Daarom hoeft de gebruiker alleen rekening te houden met de nominale bedrijfsspanning die nodig is voor zijn ontwerp.Gemetalliseerde filmcondensatoren hebben een lage ESR, waardoor ze grotere rimpelstromen kunnen weerstaan;de lagere ESL voldoet aan de ontwerpvereisten met lage inductie van omvormers en vermindert het oscillatie-effect bij schakelfrequenties.

De kwaliteit van het filmdiëlektricum, de kwaliteit van de metallisatiecoating, het condensatorontwerp en het productieproces bepalen de zelfherstellende eigenschappen van de gemetalliseerde condensatoren.Het filmdiëlektricum dat wordt gebruikt voor de vervaardiging van DC-Link-condensatoren is voornamelijk OPP-film.

De inhoud van hoofdstuk 1.2 wordt in het artikel van volgende week gepubliceerd.