Këtë javë do të analizojmë përdorimin e kondensatorëve të filmit në vend të kondensatorëve elektrolitikë në kondensatorët DC-link. Ky artikull do të ndahet në dy pjesë.

Me zhvillimin e industrisë së re të energjisë, teknologjia e rrymës së ndryshueshme përdoret zakonisht në përputhje me rrethanat, dhe kondensatorët DC-Link janë veçanërisht të rëndësishëm si një nga pajisjet kryesore për përzgjedhje. Kondensatorët DC-Link në filtrat DC në përgjithësi kërkojnë kapacitet të madh, përpunim të lartë të rrymës dhe tension të lartë, etj. Duke krahasuar karakteristikat e kondensatorëve të filmit dhe kondensatorëve elektrolitikë dhe duke analizuar aplikimet përkatëse, ky punim arrin në përfundimin se në projektimet e qarqeve që kërkojnë tension të lartë operativ, rrymë të lartë valëzimi (Irms), kërkesa për mbitension, përmbysje të tensionit, rrymë të lartë hyrjeje (dV/dt) dhe jetëgjatësi të madhe. Me zhvillimin e teknologjisë së depozitimit të avullit të metalizuar dhe teknologjisë së kondensatorëve të filmit, kondensatorët e filmit do të bëhen një trend për projektuesit për të zëvendësuar kondensatorët elektrolitikë në aspektin e performancës dhe çmimit në të ardhmen.

Me futjen e politikave të reja në lidhje me energjinë dhe zhvillimin e industrisë së re të energjisë në vende të ndryshme, zhvillimi i industrive të lidhura në këtë fushë ka sjellë mundësi të reja. Dhe kondensatorët, si një industri thelbësore e produkteve të lidhura në rrjedhën e sipërme, kanë fituar gjithashtu mundësi të reja zhvillimi. Në energjinë e re dhe automjetet e energjisë së re, kondensatorët janë komponentë kyç në kontrollin e energjisë, menaxhimin e energjisë, invertorin e energjisë dhe sistemet e konvertimit DC-AC që përcaktojnë jetëgjatësinë e konvertuesit. Megjithatë, në invertor, energjia DC përdoret si burim energjie hyrëse, i cili është i lidhur me invertorin përmes një bus-i DC, i cili quhet DC-Link ose mbështetje DC. Meqenëse invertori merr rryma të larta RMS dhe pulsesh maksimale nga DC-Link, ai gjeneron tension të lartë pulsesh në DC-Link, duke e bërë të vështirë për invertorin ta përballojë. Prandaj, kondensatori DC-Link është i nevojshëm për të thithur rrymën e lartë të pulseve nga DC-Link dhe për të parandaluar që luhatjet e tensionit të lartë të pulseve të invertorit të jenë brenda diapazonit të pranueshëm; nga ana tjetër, ai gjithashtu parandalon që invertorët të preken nga tejkalimi i tensionit dhe mbitensionet kalimtare në DC-Link.

Diagrami skematik i përdorimit të kondensatorëve DC-Link në sistemet e reja të energjisë (duke përfshirë gjenerimin e energjisë nga era dhe prodhimin e energjisë fotovoltaike) dhe sistemet e reja të drejtimit të motorëve të automjeteve janë paraqitur në Figurat 1 dhe 2.

Figura 1 tregon topologjinë e qarkut të konvertuesit të energjisë së erës, ku C1 është DC-Link (zakonisht i integruar në modul), C2 është thithja IGBT, C3 është filtrimi LC (ana rrjetë) dhe C4 filtrimi DV/DT në anën e rotorit. Figura 2 tregon teknologjinë e qarkut të konvertuesit të energjisë fotovoltaike, ku C1 është filtrimi DC, C2 është filtrimi EMI, C4 është DC-Link, C6 është filtrimi LC (ana rrjetë), C3 është filtrimi DC dhe C5 është thithja IPM/IGBT. Figura 3 tregon sistemin kryesor të drejtimit të motorit në sistemin e automjeteve me energji të re, ku C3 është DC-Link dhe C4 është kondensatori i thithjes IGBT.

Në aplikimet e energjisë së re të përmendura më sipër, kondensatorët DC-Link, si një pajisje kyçe, kërkohen për besueshmëri të lartë dhe jetëgjatësi të gjatë në sistemet e gjenerimit të energjisë nga era, sistemet e gjenerimit të energjisë fotovoltaike dhe sistemet e automjeteve me energji të re, kështu që përzgjedhja e tyre është veçanërisht e rëndësishme. Më poshtë është një krahasim i karakteristikave të kondensatorëve të filmit dhe kondensatorëve elektrolitikë dhe analiza e tyre në aplikimin e kondensatorëve DC-Link.

1. Krahasimi i karakteristikave

1.1 Kondensatorë filmi

Parimi i teknologjisë së metalizimit të filmit prezantohet për herë të parë: një shtresë metali mjaftueshëm e hollë avullohet në sipërfaqen e medias së filmit të hollë. Në prani të një defekti në media, shtresa është në gjendje të avullojë dhe kështu të izolojë vendin e defektuar për mbrojtje, një fenomen i njohur si vetë-shërim.

Figura 4 tregon parimin e veshjes së metalizimit, ku media e filmit të hollë para-trajtohet (kurorë ose ndryshe) para avullimit në mënyrë që molekulat e metalit të mund të ngjiten në të. Metali avullohet duke u tretur në temperaturë të lartë nën vakum (1400℃ deri në 1600℃ për aluminin dhe 400℃ deri në 600℃ për zinkun), dhe avujt e metalit kondensohen në sipërfaqen e filmit kur takohen me filmin e ftohur (temperatura e ftohjes së filmit -25℃ deri në -35℃), duke formuar kështu një veshje metalike. Zhvillimi i teknologjisë së metalizimit ka përmirësuar forcën dielektrike të dielektrikut të filmit për njësi trashësie, dhe dizajni i kondensatorit për aplikim me puls ose shkarkim të teknologjisë së thatë mund të arrijë 500V/µm, dhe dizajni i kondensatorit për aplikim me filtra DC mund të arrijë 250V/µm. Kondensatori DC-Link i përket kësaj të fundit, dhe sipas IEC61071 për aplikimin e elektronikës së fuqisë, kondensatori mund t'i rezistojë goditjeve më të rënda të tensionit, dhe mund të arrijë 2 herë tensionin e vlerësuar.

Prandaj, përdoruesi duhet të marrë në konsideratë vetëm tensionin operativ të vlerësuar të kërkuar për projektimin e tyre. Kondensatorët e filmit të metalizuar kanë një ESR të ulët, gjë që u lejon atyre të përballojnë rryma më të mëdha valëzuese; ESL më e ulët përmbush kërkesat e projektimit të induktancës së ulët të invertorëve dhe zvogëlon efektin e lëkundjes në frekuencat e ndërrimit.

Cilësia e dielektrikut të filmit, cilësia e veshjes së metalizimit, projektimi i kondensatorit dhe procesi i prodhimit përcaktojnë karakteristikat e vetë-shërimit të kondensatorëve të metalizuar. Dielektrik i filmit i përdorur për kondensatorët DC-Link të prodhuar është kryesisht film OPP.

Përmbajtja e kapitullit 1.2 do të publikohet në artikullin e javës së ardhshme.