Anvendelsesanalyse af filmkondensatorer, der erstatter elektrolytiske kondensatorer i DC-link-kondensatorer

Med den hurtige udvikling af den nye energisektor er strømkonverteringsteknologi blevet anvendt bredt inden for felter som vindkraft, fotovoltaisk kraftproduktion og nye energikøretøjer. Som en nøglekomponent i disse systemer påvirker ydelsen af ​​DC-Link-kondensatorer direkte pålideligheden og levetiden for hele systemet. Traditionelt blev elektrolytiske kondensatorer i vid udstrækning brugt på grund af deres lavere omkostninger, men deres begrænsninger i højspændings-, højstrøm- og langvarige scenarier er blevet mere og mere tydelige. I modsætning hertil fremkommer filmkondensatorer med deres overlegne præstation som et ideelt alternativ.

Præstationssammenligning

Filmkondensatorer bruger metalliseret deponeringsteknologi, hvor et metallag fordampes på en filmdielektrisk for at opnå selvhelende egenskaber, isolere defekter og forbedre pålideligheden. De udviser høj dielektrisk styrke (op til 250V/um til DC -filtrering), kan modstå spændingsbølger op til det dobbelte af den nominelle værdi og har lave ESR (typisk under 10MΩ) og lav ESL, hvilket gør dem egnede til høj rippelstrøm (IRMS) og høje DV/DT -applikationer. Derudover er filmkondensatorer ikke-polariserede, tolerante over for omvendt spænding og tilbyder en levetid, der overstiger 15 år uden hyppige udskiftninger.

Elektrolytiske kondensatorer er afhængige af aluminiumoxiddielektrik og flydende elektrolytter. Deres dielektriske styrke er relativt lav (ca. 0,07V/Å), med en maksimal arbejdsspænding, der typisk er begrænset til 450V. Højere spændinger kræver serieforbindelser sammen med yderligere modstande og dioder for at afbalancere spænding og forhindre omvendt sammenbrud. Deres højere ESR -grænser Ripple Current Handling (ca. 20 mA/µF), og den flygtige elektrolyt forkorter deres levetid, hvilket kræver regelmæssig vedligeholdelse i nye energiapplikationer.

Anvendelsesfordele

I nye energikøretøjer, for eksempel, skal DC-Link-kondensatorer håndtere 330VDC-arbejdsspænding og 150arms krusningsstrøm. Filmkondensatorer opfylder disse krav ubesværet, mens elektrolytiske kondensatorer kræver flere parallelle enheder, hvilket øger systemkompleksiteten og størrelsen. I overspændingsscenarier (f.eks. Jernbanetransit) kan filmkondensatorer udholde øjeblikkelige overspændinger af 2un, hvorimod elektrolytiske kondensatorer kun tolererer 1,2un, hvilket kræver flere serieenheder og reducerer pålideligheden.

Konklusion

Med fremskridt inden for metalliseringsteknologi og omkostningsreduktioner demonstrerer filmkondensatorer betydelige fordele i højspændingsstrøm og langvarig applikationer med høj rippel og langvarige applikationer. Deres kompakte design (f.eks. Integreret busbar) reducerer yderligere omstrejfende induktans og forbedrer systemeffektiviteten. I den nye energisektor er erstatning af elektrolytiske kondensatorer med filmkondensatorer således blevet en irreversibel tendens.