Applikationsanalys av filmkondensatorer som ersätter elektrolytiska kondensatorer i DC-länkkondensatorer

Med den snabba utvecklingen av den nya energiindustrin har kraftkonverteringsteknologi använts i stor utsträckning i fält som vindkraft, fotovoltaisk kraftproduktion och nya energifordon. Som en nyckelkomponent i dessa system påverkar prestandan för DC-länkkondensatorer direkt tillförlitligheten och livslängden i hela systemet. Traditionellt användes elektrolytiska kondensatorer i stor utsträckning på grund av deras lägre kostnad, men deras begränsningar i högspännings-, högström och långsiktiga scenarier har blivit allt tydligare. Däremot framträder filmkondensatorer, med deras överlägsna prestanda, som ett idealiskt alternativ.

Prestation jämförelse

Filmkondensatorer använder metalliserad deponeringsteknologi, där ett metallskikt förångas på en filmdielektrisk för att uppnå självhelande egenskaper, isolera defekter och förbättra tillförlitligheten. De uppvisar hög dielektrisk styrka (upp till 250V/um för DC -filtrering), tål spänningsvågor upp till två gånger det nominella värdet och har låga ESR (vanligtvis under 10MΩ) och låg ESL, vilket gör dem lämpliga för hög rippelström (IRMS) och höga DV/DT -applikationer. Dessutom är filmkondensatorer icke-polariserade, toleranta mot omvänd spänning och erbjuder en livslängd som överstiger 15 år utan ofta ersättare.

Elektrolytiska kondensatorer förlitar sig på aluminiumoxiddielektrik och flytande elektrolyter. Deras dielektriska styrka är relativt låg (cirka 0,07V/Å), med en maximal arbetsspänning som vanligtvis är begränsad till 450V. Högre spänningar kräver serianslutningar, tillsammans med ytterligare motstånd och dioder för att balansera spänningen och förhindra omvänd nedbrytning. Deras högre ESR -gränser krusas nuvarande hantering (cirka 20 mA/µF) och den flyktiga elektrolyten förkortar deras livslängd, vilket kräver regelbundet underhåll i nya energiapplikationer.

Applikationsfördelar

I nya energifordon måste till exempel DC-länkkondensatorer hantera 330VDC-arbetsspänning och 150arms rippelström. Filmkondensatorer uppfyller dessa krav enkelt, medan elektrolytiska kondensatorer kräver flera parallella enheter, vilket ökar systemkomplexiteten och storleken. I överspänningsscenarier (t.ex. järnvägstransport) kan filmkondensatorer uthärda momentana överspänningar av 2UN, medan elektrolytiska kondensatorer endast tolererar 1,2UN, vilket kräver fler serieenheter och minskar tillförlitligheten.

Slutsats

Med framsteg inom metalliseringsteknik och kostnadsminskningar visar filmkondensatorer betydande fördelar inom högspänning, hög rippelström och långa lifespan-applikationer. Deras kompakta mönster (t.ex. integrerade samlingar) minskar ytterligare bortinduktans och förbättrar systemeffektiviteten. I den nya energisektorn har således att ersätta elektrolytiska kondensatorer med filmkondensatorer blivit en irreversibel trend.