Ове недеље ћемо анализирати употребу филм кондензатора уместо електролитских кондензатора у DC-link кондензаторима. Овај чланак ће бити подељен на два дела.

Са развојем нове енергетске индустрије, технологија променљиве струје се уобичајено користи у складу са тим, а DC-Link кондензатори су посебно важни као један од кључних уређаја за избор. DC-Link кондензатори у DC филтерима генерално захтевају велики капацитет, обраду високе струје и висок напон итд. Поређењем карактеристика филм кондензатора и електролитских кондензатора и анализом сродних примена, овај рад закључује да у пројектима кола који захтевају висок радни напон, високу струју таласања (Irms), захтеве за пренапон, обрт напона, високу струју укључивања (dV/dt) и дуг век трајања. Са развојем технологије метализованог таложења паре и технологије филм кондензатора, филм кондензатори ће постати тренд за дизајнере да замене електролитске кондензаторе у погледу перформанси и цене у будућности.

Увођењем нових политика везаних за енергију и развојем нове енергетске индустрије у разним земљама, развој сродних индустрија у овој области донео је нове могућности. А кондензатори, као суштинска индустрија сродних производа узводно, такође су стекли нове развојне могућности. У новој енергији и возилима са новом енергијом, кондензатори су кључне компоненте у контроли енергије, управљању напајањем, инвертору снаге и системима за конверзију једносмерне струје у наизменичну струју, који одређују век трајања конвертора. Међутим, у инвертору се једносмерна струја користи као улазни извор напајања, који је повезан са инвертором преко једносмерне магистрале, што се назива DC-Link или DC подршка. Пошто инвертор прима високе RMS и вршне импулсне струје из DC-Link-а, он генерише висок импулсни напон на DC-Link-у, што инвертору отежава да га издржи. Стога је DC-Link кондензатор потребан да апсорбује високу импулсну струју из DC-Link-а и спречи да високе импулсне флуктуације напона инвертора буду у прихватљивом опсегу; с друге стране, он такође спречава да инвертори буду погођени прекорачењем напона и пролазним пренапоном на DC-Link-у.

Шематски дијаграм употребе DC-Link кондензатора у новим енергетским системима (укључујући производњу енергије ветра и фотонапонску енергију) и системима погона мотора возила за нову енергију приказан је на сликама 1 и 2.

Слика 1 приказује топологију кола конвертора снаге ветра, где је C1 DC-Link (генерално интегрисан у модул), C2 је IGBT апсорпција, C3 је LC филтрирање (страна мреже) и C4 DV/DT филтрирање са стране ротора. Слика 2 приказује технологију кола PV конвертора снаге, где је C1 DC филтрирање, C2 је EMI ​​филтрирање, C4 је DC-Link, C6 је LC филтрирање (страна мреже), C3 је DC филтрирање и C5 је IPM/IGBT апсорпција. Слика 3 приказује главни систем погона мотора у новом систему возила, где је C3 DC-Link, а C4 је IGBT апсорпциони кондензатор.

У горе поменутим новим енергетским применама, DC-Link кондензатори, као кључни уређај, су неопходни за високу поузданост и дуг век трајања у системима за производњу енергије ветра, фотонапонским системима за производњу енергије и системима возила за нову енергију, тако да је њихов избор посебно важан. У наставку је поређење карактеристика филм кондензатора и електролитских кондензатора и њихова анализа у примени DC-Link кондензатора.

1. Поређење карактеристика

1.1 Филмски кондензатори

Први пут је представљен принцип технологије метализације филма: довољно танак слој метала испарава на површини танкослојног медијума. У присуству дефекта у медијуму, слој је у стању да испари и тако изолује дефектно место ради заштите, феномен познат као самозарастање.

Слика 4 приказује принцип метализационог премаза, где се танки филм претходно третира (у супротном, корона) пре испаравања како би се молекули метала могли прилепити за њега. Метал испарава растварањем на високој температури под вакуумом (1400℃ до 1600℃ за алуминијум и 400℃ до 600℃ за цинк), а метална пара се кондензује на површини филма када се сусретне са охлађеним филмом (температура хлађења филма од -25℃ до -35℃), чиме се формира метални премаз. Развој технологије метализације побољшао је диелектричну чврстоћу филма по јединици дебљине, а дизајн кондензатора за импулсну или пражњену примену суве технологије може достићи 500V/µm, а дизајн кондензатора за примену у једносмерном филтеру може достићи 250V/µm. DC-Link кондензатор спада у ову последњу групу и, према IEC61071 за примену у енергетској електроници, може издржати јачи напонски удар и достићи 2 пута већи називни напон.

Стога, корисник треба само да узме у обзир номинални радни напон потребан за њихов дизајн. Кондензатори са метализованим филмом имају низак ESR, што им омогућава да издрже веће струје таласања; нижи ESL испуњава захтеве за дизајн инвертора са ниском индуктивношћу и смањује ефекат осцилација на фреквенцијама прекидача.

Квалитет филмског диелектрика, квалитет метализационог премаза, дизајн кондензатора и процес производње одређују карактеристике самозарастања метализованих кондензатора. Филмски диелектрик који се користи за произведене DC-Link кондензаторе је углавном OPP фолија.

Садржај поглавља 1.2 биће објављен у чланку следеће недеље.