Бұл аптада біз тұрақты ток конденсаторларында электролиттік конденсаторлардың орнына пленкалы конденсаторларды пайдалануды талдаймыз. Бұл мақала екі бөлімге бөлінеді.

Жаңа энергетика саласының дамуымен айнымалы ток технологиясы кеңінен қолданылады, және тұрақты ток конденсаторлары таңдау үшін негізгі құрылғылардың бірі ретінде ерекше маңызды. Тұрақты ток сүзгілеріндегі тұрақты ток конденсаторлары әдетте үлкен сыйымдылықты, жоғары токты өңдеуді және жоғары кернеуді және т.б. қажет етеді. Пленкалы конденсаторлар мен электролиттік конденсаторлардың сипаттамаларын салыстыру және онымен байланысты қолданбаларды талдау арқылы бұл мақалада жоғары жұмыс кернеуін, жоғары толқынды токты (IRS), шамадан тыс кернеу талаптарын, кернеудің кері айналуын, жоғары кіріс тогын (dV/dt) және ұзақ қызмет ету мерзімін талап ететін тізбек конструкцияларында қорытынды жасалады. Металлданған бу тұндыру технологиясы мен пленкалы конденсатор технологиясының дамуымен пленкалы конденсаторлар болашақта өнімділік пен баға тұрғысынан электролиттік конденсаторларды ауыстыру үшін дизайнерлер үшін трендке айналады.

Әртүрлі елдерде жаңа энергетикалық саясаттың енгізілуімен және жаңа энергетикалық индустрияның дамуымен осы саладағы байланысты салалардың дамуы жаңа мүмкіндіктер туғызды. Ал конденсаторлар, маңызды жоғары ағынды байланысты өнім саласы ретінде, жаңа даму мүмкіндіктеріне ие болды. Жаңа энергетикалық және жаңа энергетикалық көліктерде конденсаторлар энергияны басқару, қуатты басқару, қуат инверторы және тұрақты ток-айнымалы ток түрлендіру жүйелеріндегі түрлендіргіштің қызмет ету мерзімін анықтайтын негізгі компоненттер болып табылады. Дегенмен, инверторда тұрақты ток қуаты кіріс қуат көзі ретінде пайдаланылады, ол инверторға тұрақты ток шина арқылы қосылады, ол тұрақты ток немесе тұрақты ток қолдауы деп аталады. Инвертор тұрақты ток-байланыс желісінен жоғары RMS және шың импульстік токтарды алатындықтан, ол тұрақты ток-байланыс желісінде жоғары импульстік кернеуді тудырады, бұл инвертордың төтеп беруін қиындатады. Сондықтан тұрақты ток-байланыс конденсаторы тұрақты ток-байланыс желісінен жоғары импульстік токты сіңіру және инвертордың жоғары импульстік кернеу ауытқуының қолайлы диапазонда болуын болдырмау үшін қажет; екінші жағынан, ол инверторлардың тұрақты ток-байланыс желісіндегі кернеудің шамадан тыс жүктелуі мен өтпелі шамадан тыс кернеудің әсеріне ұшырауына жол бермейді.

Жаңа энергетикада (жел энергиясын өндіруді және фотоэлектрлік энергия өндіруді қоса алғанда) және жаңа энергия көздерін пайдаланатын көлік қозғалтқышының жетек жүйелерінде тұрақты ток конденсаторларын пайдаланудың схемалық диаграммасы 1 және 2 суреттерде көрсетілген.

1-суретте жел энергиясын түрлендіргіш тізбек топологиясы көрсетілген, мұндағы C1 тұрақты токты сүзу (әдетте модульге біріктірілген), C2 IGBT сіңіру, C3 LC сүзу (желі жағы) және C4 ротор жағындағы DV/DT сүзу. 2-суретте фотоэлектрлік қуатты түрлендіргіш тізбек технологиясы көрсетілген, мұндағы C1 тұрақты токты сүзу, C2 EMI сүзу, C4 тұрақты токты байланыстыру, C6 LC сүзу (тор жағы), C3 тұрақты токты сүзу және C5 IPM/IGBT сіңіру. 3-суретте жаңа энергетикалық көлік жүйесіндегі негізгі қозғалтқыш жетек жүйесі көрсетілген, мұндағы C3 тұрақты токты сүзу және C4 IGBT сіңіру конденсаторы.

Жоғарыда аталған жаңа энергетикалық қолданбаларда DC-Link конденсаторлары жел энергиясын өндіру жүйелерінде, фотоэлектрлік энергия өндіру жүйелерінде және жаңа энергия көлік жүйелерінде жоғары сенімділік пен ұзақ қызмет ету үшін негізгі құрылғы ретінде қажет, сондықтан оларды таңдау ерекше маңызды. Төменде пленкалы конденсаторлар мен электролиттік конденсаторлардың сипаттамаларын салыстыру және оларды DC-Link конденсаторын қолданудағы талдау келтірілген.

1. Функцияларды салыстыру

1.1 Пленкалы конденсаторлар

Пленканы металдандыру технологиясының принципі алғаш рет енгізіледі: жұқа пленкалы ортаның бетінде жеткілікті жұқа металл қабаты буландырылады. Ортада ақау болған жағдайда, қабат буланып, осылайша ақаулы орынды қорғау үшін бөліп алуға қабілетті, бұл құбылыс өзін-өзі қалпына келтіру деп аталады.

4-суретте металдандыру жабыны принципі көрсетілген, мұнда жұқа қабықшалы орта металл молекулалары оған жабысуы үшін булану алдында алдын ала өңделеді (корона немесе басқаша). Металл вакуумда жоғары температурада еріту арқылы буланады (алюминий үшін 1400℃ - 1600℃ және мырыш үшін 400℃ - 600℃), ал металл буы салқындатылған қабықшамен кездескенде қабықшаның бетінде конденсацияланады (қабықшаның салқындату температурасы -25℃ - 35℃), осылайша металл жабын түзіледі. Металдандыру технологиясының дамуы қабықшалы диэлектриктің диэлектрлік беріктігін бірлік қалыңдыққа шаққандағы диэлектрлік беріктігін арттырды, ал құрғақ технологияны импульстік немесе разрядтық қолдануға арналған конденсатордың дизайны 500 В/мкм жетуі мүмкін, ал тұрақты ток сүзгісін қолдануға арналған конденсатордың дизайны 250 В/мкм жетуі мүмкін. Тұрақты ток-байланыс конденсаторы соңғысына жатады және IEC61071 стандартына сәйкес, қуатты электроника қолданбалары үшін конденсатор қатты кернеу соққыларына төтеп бере алады және номиналды кернеуден 2 есеге жете алады.

Сондықтан пайдаланушы тек өз дизайны үшін қажетті номиналды жұмыс кернеуін ескеруі керек. Металлдандырылған пленкалы конденсаторлардың ESR көрсеткіші төмен, бұл оларға үлкен толқынды токтарға төтеп беруге мүмкіндік береді; төменгі ESL инверторлардың төмен индуктивтілік жобалау талаптарына сәйкес келеді және коммутация жиіліктеріндегі тербеліс әсерін азайтады.

Пленкалы диэлектриктің сапасы, металлдау жабынының сапасы, конденсатордың дизайны және өндіріс процесі металлдалған конденсаторлардың өздігінен қалпына келу сипаттамаларын анықтайды. DC-Link конденсаторларын өндіру үшін қолданылатын пленкалы диэлектрик негізінен OPP пленкасы болып табылады.

1.2-тараудың мазмұны келесі аптадағы мақалада жарияланады.