Analisi dell'applicazione dei condensatori di film che sostituiscono i condensatori elettrolitici nei condensatori DC-Link

Con il rapido sviluppo della nuova industria energetica, la tecnologia di conversione dell'energia è stata ampiamente applicata in campi come l'energia eolica, la generazione di energia fotovoltaica e i nuovi veicoli energetici. Come componente chiave in questi sistemi, le prestazioni dei condensatori DC-Link influiscono direttamente sull'affidabilità e sulla durata della vita dell'intero sistema. Tradizionalmente, i condensatori elettrolitici sono stati ampiamente utilizzati a causa del loro costo inferiore, ma i loro limiti in scenari ad alta tensione, ad alta corrente e a lungo termine sono diventati sempre più evidenti. Al contrario, i condensatori del film, con la loro performance superiore, stanno emergendo come alternativa ideale.

Confronto delle prestazioni

I condensatori di film utilizzano la tecnologia di deposizione metallizzata, in cui uno strato di metallo viene vaporizzato su un dielettrico del film per ottenere proprietà auto-guari, isolando difetti e miglioramento dell'affidabilità. Mostrano un'elevata resistenza dielettrica (fino a 250 V/µm per il filtro CC), possono resistere a sovratensioni di tensione fino al doppio del valore nominale e presentano basse ESR (in genere al di sotto di 10MΩ) e bassa ESL, rendendoli adatti per la corrente ad alto incudo (IRMS) e applicazioni DV/DT elevate. Inoltre, i condensatori del film sono non polarizzati, tolleranti alla tensione inversa e offrono una durata di vita superiore ai 15 anni senza frequenti sostituti.

I condensatori elettrolitici si basano su dielettrici di ossido di alluminio ed elettroliti liquidi. La loro resistenza dielettrica è relativamente bassa (circa 0,07 V/Å), con una tensione di lavoro massima tipicamente limitata a 450 V. Tensioni più elevate richiedono connessioni in serie, insieme a resistori e diodi aggiuntivi per bilanciare la tensione e prevenire la rottura inversa. I loro più elevati limiti di maneggevolezza della corrente di ondulazione (circa 20 mA/µF) e l'elettrolita volatile accorciano la durata della vita, richiedendo una manutenzione regolare in nuove applicazioni energetiche.

Vantaggi delle applicazioni

Nei nuovi veicoli energetici, ad esempio, i condensatori DC-Link devono gestire la tensione di lavoro a 330 VDC e la corrente di ondulazione 150AMS. I condensatori cinematografici soddisfano questi requisiti senza sforzo, mentre i condensatori elettrolitici richiedono più unità parallele, aumentando la complessità e le dimensioni del sistema. Negli scenari di sovratensione (ad es. Transito ferroviario), i condensatori del film possono sopportare una sovratensione istantanea di 2un, mentre i condensatori elettrolitici tollerano solo 1,2un, che richiedono più unità in serie e riducono l'affidabilità.

Conclusione

Con progressi nella tecnologia di metallizzazione e riduzioni dei costi, i condensatori del film dimostrano vantaggi significativi nelle applicazioni ad alta tensione, ad alta ondulazione e ad alta durata. I loro progetti compatti (ad es. Busbar integrati) riducono ulteriormente l'induttanza randagi e migliorano l'efficienza del sistema. Pertanto, nel nuovo settore energetico, la sostituzione di condensatori elettrolitici con condensatori di film è diventato una tendenza irreversibile.