Analyse af dielektriske tabsegenskaber og deres indflydelse på IGBT -pufferfilmkondensatorer

1. mekanisme for dielektrisk tab
Når IGBT -snubberfilmkondensatoren er i et eksternt elektrisk felt, absorberes det isolerende materiale (dvs. film dielektrisk) inde i den og spreder signalet i det elektriske felt. Denne proces forårsager ikke kun tab af signalenergi, men ledsages også af energikonvertering og spredning. Denne energi, der forbruges pr. Enhedstid på grund af det elektriske felt, kaldes tabet af dielektrisk eller dielektrisk tab kort. Genereringen af ​​dielektrisk tab stammer hovedsageligt fra de mikrostrukturelle egenskaber inde i det isolerende materiale og polarisationsprocessen under virkningen af ​​det elektriske felt.

Under virkningen af ​​det elektriske felt vil dipolerne inde i det isolerende materiale være orienteret og polariseret. Da bevægelsen af ​​dipolerne imidlertid er nødt til at overvinde en vis modstand, afsluttes polarisationsprocessen ikke med det samme, men der er en vis hystereseffekt. Denne hystereseffekt får den elektriske feltenergi til at gå tabt i processen med at konvertere til varmeenergi, dvs. dielektrisk tab.

2. Indflydelse af dielektrisk tab på kondensatorens ydeevne
Dielektrisk tab har mange effekter på udførelsen af IGBT -snubberfilmkondensatorer . For det første får dielektrisk tab kondensatoren til at varme op under drift og øge dens indre temperatur. Hvis temperaturen fortsætter med at stige, vil den ikke kun reducere kondensatorens isoleringsydelse, men kan også forårsage termisk aldring af det dielektriske materiale og derved forkorte kondensatorens levetid.

For det andet vil dielektrisk tab øge kondensatorens ækvivalente seriemodstand (ESR) og reducere den effektive anvendelsesgrad for dens kapacitansværdi. Dette vil medføre, at kondensatorens ydeevne forværres under højfrekvente applikationer, hvilket påvirker skifthastigheden og effektiviteten af ​​IGBT. På samme tid kan den øgede ESR også forårsage resonans i kredsløbet og forstyrre den normale drift af kredsløbet.

Derudover kan overdreven dielektrisk tab også forårsage overtrædelsesfejl. Når det dielektriske tab får den indre temperatur på kondensatoren til at være for høj, falder isoleringsmaterialets isoleringsydelse kraftigt. På dette tidspunkt, hvis spændingen, der bæres af kondensatoren, overstiger dens nominelle spændingsværdi, kan det forårsage en nedbrydningsfejl, hvilket resulterer i skade på kondensatoren og endda forårsager en kortslutningsfejl i kredsløbssystemet.

3. foranstaltninger til at reducere dielektrisk tab
For at reducere det dielektriske tab af IGBT -snubberfilmkondensatoren og forbedre dens ydelsesstabilitet, kan følgende foranstaltninger træffes:

Vælg dielektriske materialer med lavt tab: Valg af isoleringsmaterialer med lavtabsegenskaber som det dielektriske lag af kondensatoren kan effektivt reducere dielektrisk tab.
Optimer kondensatorstrukturen: Ved at optimere den strukturelle design af kondensatoren, såsom at øge tykkelsen af ​​det dielektriske lag og forbedre kontaktgrænsefladen mellem elektroden og dielektrisk, kan det dielektriske tab reduceres, og stabiliteten af ​​kondensatoren kan forbedres.
Kontroller arbejdsmiljøet: Opretholdelse af stabiliteten i kondensatorens arbejdsmiljø og undgå indflydelse af ugunstige faktorer, såsom overdreven temperatur og overdreven fugtighed, kan hjælpe med at reducere dielektrisk tab og udvide kondensatorens levetid.
Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse: Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse af kondensatoren for straks at opdage og håndtere potentielle fejlfarer kan sikre den langsigtede stabile drift af kondensatoren.