Αυτή την εβδομάδα θα αναλύσουμε τη χρήση πυκνωτών φιλμ αντί για ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές σε πυκνωτές DC-link.Αυτό το άρθρο θα χωριστεί σε δύο μέρη.

Με την ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας, η τεχνολογία μεταβλητού ρεύματος χρησιμοποιείται συνήθως ανάλογα και οι πυκνωτές DC-Link είναι ιδιαίτερα σημαντικοί ως μία από τις βασικές συσκευές επιλογής.Οι πυκνωτές DC-Link στα φίλτρα DC γενικά απαιτούν μεγάλη χωρητικότητα, επεξεργασία υψηλού ρεύματος και υψηλή τάση, κ.λπ. υψηλό ρεύμα κυματισμού (Irms), απαιτήσεις υπέρτασης, αντιστροφή τάσης, υψηλό ρεύμα εισόδου (dV/dt) και μεγάλη διάρκεια ζωής.Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επιμεταλλωμένης εναπόθεσης ατμών και της τεχνολογίας πυκνωτών φιλμ, οι πυκνωτές φιλμ θα γίνουν τάση για τους σχεδιαστές να αντικαταστήσουν τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές όσον αφορά την απόδοση και την τιμή στο μέλλον.

Με την εισαγωγή νέων πολιτικών που σχετίζονται με την ενέργεια και την ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας σε διάφορες χώρες, η ανάπτυξη συναφών βιομηχανιών σε αυτόν τον τομέα έφερε νέες ευκαιρίες.Και οι πυκνωτές, ως βασικός κλάδος προϊόντων ανάντη, έχουν επίσης αποκτήσει νέες ευκαιρίες ανάπτυξης.Στα οχήματα νέας ενέργειας και νέας ενέργειας, οι πυκνωτές είναι βασικά στοιχεία για τον έλεγχο ενέργειας, τη διαχείριση ισχύος, τον μετατροπέα ισχύος και τα συστήματα μετατροπής DC-AC που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής του μετατροπέα.Ωστόσο, στον μετατροπέα, η ισχύς συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιείται ως πηγή ισχύος εισόδου, η οποία συνδέεται με τον μετατροπέα μέσω ενός διαύλου DC, ο οποίος ονομάζεται DC-Link ή υποστήριξη DC.Δεδομένου ότι ο μετατροπέας λαμβάνει υψηλά RMS και ρεύματα παλμού αιχμής από το DC-Link, παράγει υψηλή τάση παλμού στο DC-Link, καθιστώντας δύσκολη την αντοχή του μετατροπέα.Επομένως, ο πυκνωτής DC-Link χρειάζεται για να απορροφά το ρεύμα υψηλού παλμού από το DC-Link και να αποτρέπει τη διακύμανση της υψηλής τάσης παλμού του μετατροπέα εντός του αποδεκτού εύρους.Από την άλλη πλευρά, αποτρέπει επίσης την επίδραση των μετατροπέων από την υπέρβαση τάσης και την παροδική υπέρταση στο DC-Link.

Το σχηματικό διάγραμμα της χρήσης πυκνωτών DC-Link στη νέα ενέργεια (συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής αιολικής και φωτοβολταϊκής ενέργειας) και των νέων ενεργειακών συστημάτων κίνησης κινητήρων οχημάτων φαίνεται στα Σχήματα 1 και 2.

Το σχήμα 1 δείχνει την τοπολογία κυκλώματος μετατροπέα αιολικής ισχύος, όπου το C1 είναι DC-Link (γενικά ενσωματωμένο στη μονάδα ), το C2 είναι η απορρόφηση IGBT, το C3 είναι φιλτράρισμα LC (καθαρή πλευρά) και το φιλτράρισμα DV/DT από την πλευρά του δρομέα C4.Το σχήμα 2 δείχνει την τεχνολογία κυκλώματος μετατροπέα ισχύος ΦΒ, όπου το C1 είναι φιλτράρισμα DC, το C2 είναι φιλτράρισμα EMI, το C4 είναι το DC-Link, το C6 είναι το φιλτράρισμα LC (πλευρά του δικτύου), το C3 είναι το φιλτράρισμα DC και το C5 είναι η απορρόφηση IPM/IGBT.Το σχήμα 3 δείχνει το κύριο σύστημα κίνησης κινητήρα στο νέο ενεργειακό σύστημα οχημάτων, όπου το C3 είναι DC-Link και το C4 είναι πυκνωτής απορρόφησης IGBT.

Στις προαναφερθείσες νέες ενεργειακές εφαρμογές, οι πυκνωτές DC-Link, ως βασική συσκευή, απαιτούνται για υψηλή αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής σε συστήματα παραγωγής αιολικής ενέργειας, φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας και συστήματα νέων ενεργειακών οχημάτων, επομένως η επιλογή τους είναι ιδιαίτερα σημαντική.Ακολουθεί σύγκριση των χαρακτηριστικών των πυκνωτών φιλμ και των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών και η ανάλυσή τους στην εφαρμογή πυκνωτών DC-Link.

1.Σύγκριση χαρακτηριστικών

1.1 Πυκνωτές φιλμ

Η αρχή της τεχνολογίας επιμετάλλωσης μεμβράνης εισάγεται αρχικά: ένα αρκετά λεπτό στρώμα μετάλλου εξατμίζεται στην επιφάνεια του μέσου λεπτής μεμβράνης.Με την παρουσία ελαττώματος στο μέσο, ​​το στρώμα είναι σε θέση να εξατμιστεί και έτσι να απομονώσει το ελαττωματικό σημείο για προστασία, ένα φαινόμενο γνωστό ως αυτοίαση.

Το Σχήμα 4 δείχνει την αρχή της επικάλυψης επιμετάλλωσης, όπου τα μέσα λεπτής μεμβράνης υποβάλλονται σε προεπεξεργασία (κορώνα κατά τα άλλα) πριν από την εξάτμιση, έτσι ώστε τα μεταλλικά μόρια να μπορούν να προσκολληθούν σε αυτό.Το μέταλλο εξατμίζεται με διάλυση σε υψηλή θερμοκρασία υπό κενό (1400℃ έως 1600℃ για το αλουμίνιο και 400℃ έως 600℃ για τον ψευδάργυρο) και ο ατμός μετάλλου συμπυκνώνεται στην επιφάνεια του φιλμ όταν συναντά το ψυχρό φιλμ (θερμοκρασία ψύξης φιλμ -25℃ έως -35℃), σχηματίζοντας έτσι μια μεταλλική επίστρωση.Η ανάπτυξη της τεχνολογίας επιμετάλλωσης έχει βελτιώσει τη διηλεκτρική αντοχή του διηλεκτρικού φιλμ ανά μονάδα πάχους και ο σχεδιασμός του πυκνωτή για εφαρμογή παλμού ή εκφόρτισης ξηρής τεχνολογίας μπορεί να φτάσει τα 500 V/μm και ο σχεδιασμός του πυκνωτή για εφαρμογή φίλτρου συνεχούς ρεύματος μπορεί να φτάσει τα 250 V /μm.Ο πυκνωτής DC-Link ανήκει στο τελευταίο και σύμφωνα με το IEC61071 για εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος, ο πυκνωτής μπορεί να αντέξει πιο σοβαρό σοκ τάσης και μπορεί να φτάσει 2 φορές την ονομαστική τάση.

Επομένως, ο χρήστης χρειάζεται μόνο να λάβει υπόψη την ονομαστική τάση λειτουργίας που απαιτείται για το σχεδιασμό του.Οι πυκνωτές επιμεταλλωμένου φιλμ έχουν χαμηλό ESR, το οποίο τους επιτρέπει να αντέχουν μεγαλύτερα ρεύματα κυματισμού.το χαμηλότερο ESL πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού χαμηλής επαγωγής των μετατροπέων και μειώνει το φαινόμενο ταλάντωσης στις συχνότητες μεταγωγής.

Η ποιότητα του διηλεκτρικού φιλμ, η ποιότητα της επικάλυψης επιμετάλλωσης, ο σχεδιασμός του πυκνωτή και η διαδικασία κατασκευής καθορίζουν τα χαρακτηριστικά αυτο-ίασης των επιμεταλλωμένων πυκνωτών.Το διηλεκτρικό φιλμ που χρησιμοποιείται για τους πυκνωτές DC-Link που κατασκευάζονται είναι κυρίως φιλμ OPP.

Το περιεχόμενο του κεφαλαίου 1.2 θα δημοσιευθεί στο άρθρο της επόμενης εβδομάδας.