Анализ применения пленочных конденсаторов, заменяющих электролитические конденсаторы в конденсаторах DC-Link

Благодаря быстрому развитию новой энергетической промышленности технология преобразования энергии широко применялась в таких областях, как ветроэнергетика, фотоэлектрическая выработка электроэнергии и новые энергетические транспортные средства. В качестве ключевого компонента в этих системах производительность конденсаторов DC-Link напрямую влияет на надежность и продолжительность жизни всей системы. Традиционно электролитические конденсаторы широко использовались из-за их более низких затрат, но их ограничения в сценариях высокого напряжения, высокого тока и длинножеской испытания становятся все более очевидными. Напротив, пленочные конденсаторы с их превосходным выступлением становятся идеальной альтернативой.

Сравнение производительности

Пленочные конденсаторы используют технологию металлизированного осаждения, где металлический слой испаривается на диэлектрик пленки для достижения самовосстанавливающихся свойств, изоляции дефектов и повышения надежности. Они демонстрируют высокую диэлектрическую прочность (до 250 В/мкм для фильтрации постоянного тока), могут противостоять напряжению, увеличиваясь до вдвое больше номинального значения, а также имеет низкий СПР (обычно ниже 10 мОм) и низкий ESL, что делает их подходящими для высокого тока пульсации (IRM) и высоких приложений DV/DT. Кроме того, пленочные конденсаторы не поляризованы, устойчивы к обратному напряжению и предлагают срок службы, превышающую 15 лет без частых замены.

Электролитические конденсаторы полагаются на диэлектрики оксида алюминия и жидкие электролиты. Их диэлектрическая прочность относительно низкая (около 0,07 В/Å), с максимальным рабочим напряжением, как правило, ограничено 450 В. Более высокие напряжения требуют последовательных соединений, а также дополнительные резисторы и диоды для баланса напряжения и предотвращения обратного расщепления. Их более высокая обработка RIPT -тока ОПР (около 20 мА/мкф), и летучая электролит сокращает их срок службы, что требует регулярного обслуживания в новых энергетических приложениях.

Прикладные преимущества

Например, в новых энергетических транспортных средствах конденсаторы DC-Link должны обрабатывать рабочее напряжение 330 В пост. Пленочные конденсаторы выполняют эти требования без особых усилий, в то время как электролитические конденсаторы требуют нескольких параллельных единиц, увеличивая сложность и размер системы. В сценариях перенапряжения (например, железнодорожный транзит) пленки могут выдержать мгновенные перенапряжения 2un, тогда как электролитические конденсаторы переносят только 1,2 года, требующие большего количества единиц и снижение надежности.

Заключение

Благодаря достижениям в области технологии металлизации и снижения затрат, пленочные конденсаторы демонстрируют значительные преимущества в приложениях высокого напряжения, высокого пульсации и длинных приложений. Их компактные конструкции (например, интегрированные шины) дополнительно снижают нарушенную индуктивность и повышают эффективность системы. Таким образом, в новом энергетическом секторе, замена электролитических конденсаторов на пленочные конденсаторы стала необратимой тенденцией.