Kalvokondensaattorien sovellusanalyysi, joka korvaa elektrolyyttiset kondensaattorit DC-Link-kondensaattoreilla

Uuden energiateollisuuden nopean kehityksen myötä tehonmuuntamistekniikkaa on sovellettu laajasti aloilla, kuten tuulivoima, aurinkosähkö ja uudet energiaajoneuvot. Näiden järjestelmien avainkomponenttina DC-Link-kondensaattorien suorituskyky vaikuttaa suoraan koko järjestelmän luotettavuuteen ja elinkaareen. Perinteisesti elektrolyyttisiä kondensaattoreita käytettiin laajasti niiden alhaisempien kustannusten takia, mutta niiden rajoitukset korkeajännite-, korkeavirta- ja pitkä- ja pitkäaikaisissa skenaarioissa ovat yhä ilmeisempiä. Sitä vastoin elokuvan kondensaattorit, joilla on erinomainen suorituskyky, on tulossa ihanteelliseksi vaihtoehtona.

Suorituskyvyn vertailu

Kalvokondensaattorit hyödyntävät metalloitua saostumistekniikkaa, jossa metallikerros höyrystyy kalvon dielektriseen saavuttamiseksi itsensä parantavien ominaisuuksien saavuttamiseksi, vikojen eristämiseksi ja luotettavuuden parantamiseksi. Niillä on suuri dielektrinen lujuus (enintään 250 V/µm DC -suodatukseen), ne kestävät jännitteen nousut jopa kaksi kertaa nimellisarvoon ja niissä on alhainen ESR (tyypillisesti alle 10MΩ) ja matala ESL, joten ne sopivat korkealle aaltoiluvirralle (IRMS) ja korkealle DV/DT -sovellukselle. Lisäksi kalvokondensaattorit ovat polarisoituneita, käänteisen jännitteen sietokykyä ja tarjoavat elinkaaren, joka ylittää 15 vuotta ilman usein korvauksia.

Elektrolyyttiset kondensaattorit luottavat alumiinioksididielektrisiin ja nestemäisiin elektrolyytteihin. Niiden dielektrinen lujuus on suhteellisen alhainen (noin 0,07 V/Å), maksimaalisella työjännitteellä on tyypillisesti 450 V: n. Korkeammat jännitteet vaativat sarjayhteyksiä sekä lisävastuksia ja diodeja tasapainottaa ja estää käänteisen hajoamisen. Niiden korkeampi ESR -rajoittaa aaltovirran käsittelyä (noin 20 mA/µF), ja haihtuvat elektrolyytti lyhentää käyttöikää, mikä edellyttää säännöllistä huoltoa uusissa energiasovelluksissa.

Sovellusetuja

Esimerkiksi uusissa energiaajoneuvoissa DC-Link-kondensaattorien on käsiteltävä 330 VDC: n työjännite ja 150Arms-aaltovirta. Kalvokondensaattorit täyttävät nämä vaatimukset vaivattomasti, kun taas elektrolyyttiset kondensaattorit vaativat useita rinnakkaisia ​​yksiköitä, lisäämällä järjestelmän monimutkaisuutta ja kokoa. Ylijännitehuoneissa (esim. Kiskokuljetus) kalvokondensaattorit voivat kestää 2UN: n välittömiä ylijännitteitä, kun taas elektrolyyttiset kondensaattorit sietävät vain 1,2Un: ta, vaativat enemmän sarjayksiköitä ja vähentävät luotettavuutta.

Johtopäätös

Metallisointitekniikan ja kustannusvähennysten edistymisen myötä kalvon kondensaattorit osoittavat merkittäviä etuja korkeajännite-, korkean aaltovirran ja pitkäaikaisten sovellusten suhteen. Niiden kompaktit mallit (esim. Integroidut kirkkasarkit) vähentävät edelleen kulkuneuvojen induktanssia ja parantavat järjestelmän tehokkuutta. Siten uudessa energia -alalla elektrolyyttisten kondensaattorien korvaamisesta kalvokondensaattoreilla on tullut peruuttamaton suuntaus.