Aplikácia analýzy kondenzátorov filmu Nahradenia elektrolytických kondenzátorov v kondenzátoroch DC-Link

S rýchlym rozvojom nového energetického priemyslu sa technológia konverzie energie široko uplatňuje v oblastiach, ako je veterná energia, fotovoltaická výroba energie a nové energetické vozidlá. Ako kľúčová súčasť v týchto systémoch, výkon kondenzátorov DC-Link priamo ovplyvňuje spoľahlivosť a životnosť celého systému. Elektrolytické kondenzátory sa tradične používali široko kvôli ich nižším nákladom, ale ich obmedzenia vo vysokonapäťových, vysoko-vprúdových a dlhých oslobodzujúcich scenároch sa čoraz viac prejavili. Naopak, filmové kondenzátory s ich vynikajúcim výkonom sa objavujú ako ideálna alternatíva.

Porovnanie výkonnosti

Filmové kondenzátory využívajú kovovú technológiu depozície, kde sa kovová vrstva odparuje na dielektriku filmu, aby sa dosiahli vlastnosti samoliečenia, izoláciu defektov a zvýšenie spoľahlivosti. Vykazujú vysokú dielektrickú pevnosť (až 250 V/um pre DC filtrovanie), môžu odolávať napätiu, ktorý prechádza až dvojnásobok menovitou hodnotou a má nízku ESR (zvyčajne pod 10 mΩ) a nízku ESL, vďaka čomu je vhodné pre vysoký zvlnenie prúdu (IRM) a vysoké aplikácie DV/DT. Okrem toho sú filmové kondenzátory nepolarizované, tolerantné voči spätnému napätiu a ponúkajú životnosť presahujúcu 15 rokov bez častých výmen.

Elektrolytické kondenzátory sa spoliehajú na dielektriku oxidu hlinitého a kvapalné elektrolyty. Ich dielektrická pevnosť je relatívne nízka (asi 0,07 V/Á), s maximálnym pracovným napätím zvyčajne obmedzeným na 450 V. Vyššie napätie vyžaduje sériové pripojenia spolu s ďalšími odpormi a diódami na vyváženie napätia a zabránenie spätného rozkladu. Ich vyššie limity ESR zvlnenia prúdu prúdu (okolo 20 mA/µF) a prchavé elektrolyty skracujú svoju životnosť, čo si vyžaduje pravidelnú údržbu v nových energetických aplikáciách.

Aplikačné výhody

Napríklad v nových energetických vozidlách musia kondenzátory DC-Link zvládnuť 330VDC pracovné napätie a zvlnenie 150 a 150 a 150 a 150 a 150 a 150 rupov. Filmové kondenzátory spĺňajú tieto požiadavky bez námahy, zatiaľ čo elektrolytické kondenzátory vyžadujú viac paralelných jednotiek, čo zvyšuje komplexnosť a veľkosť systému. V scenároch prepätia (napr. Rail Transit) môžu kondenzátory filmu vydržať okamžité prepätia 2UN, zatiaľ čo elektrolytické kondenzátory tolerujú iba 1,2un, čo si vyžaduje viac sériových jednotiek a znižuje spoľahlivosť.

Záver

Vďaka pokroku v technológii metalizácie a znižovania nákladov preukazujú filmové kondenzátory významné výhody vo vysokonapäťových, vysokých zvlnených prúdoch a aplikáciách s dlhými osôbmi. Ich kompaktné návrhy (napr. Integrované prípojky) ďalej znižujú túlavú indukčnosť a zlepšujú účinnosť systému. V novom sektore energetiky sa teda nahradenie elektrolytických kondenzátorov filmovými kondenzátormi stalo nezvratným trendom.