Analys av dielektriska förlustegenskaper och deras inflytande på IGBT -buffertfilmkondensatorer

1. Mekanism för dielektrisk förlust
När IGBT -snubberfilmkondensatorn är i ett externt elektriskt fält, absorberar det isolerande materialet (dvs. filmdielektrisk) inuti den signalen i det elektriska fältet. Denna process orsakar inte bara förlusten av signalenergi, utan åtföljs också av energikonvertering och spridning. Denna energi som konsumeras per enhetstid på grund av det elektriska fältet kallas förlustkraften för dielektriken eller dielektrisk förlust för kort. Genereringen av dielektrisk förlust härrör huvudsakligen från de mikrostrukturella egenskaperna inuti det isolerande materialet och polarisationsprocessen under verkan av det elektriska fältet.

Under verkan av det elektriska fältet kommer dipolerna inuti det isolerande materialet att vara orienterat och polariserat. Eftersom dipolernas rörelse måste övervinna ett visst motstånd, är emellertid inte polarisationsprocessen slutförd, men det finns en viss hystereseffekt. Denna hystereseffekt gör att den elektriska fältenergin går förlorad i processen att konvertera till värmeenergi, dvs dielektrisk förlust.

2. Påverkan av dielektrisk förlust på kondensatorprestanda
Dielektrisk förlust har många effekter på prestandan hos IGBT snubberfilmkondensatorer . För det första får dielektrisk förlust att kondensatorn värms upp under drift och öka dess inre temperatur. Om temperaturen fortsätter att stiga kommer den inte bara att minska kondensatorns isoleringsprestanda, utan kan också orsaka termiskt åldrande av det dielektriska materialet och därmed förkorta kondensatorns livslängd.

För det andra kommer dielektrisk förlust att öka kondensatorns motsvarande serie motstånd (ESR) och minska den effektiva användningshastigheten för dess kapacitansvärde. Detta kommer att få kondensatorns prestanda att försämras under högfrekventa applikationer, vilket påverkar växelhastigheten och effektiviteten för IGBT. Samtidigt kan den ökade ESR också orsaka resonans i kretsen och störa den normala driften av kretsen.

Dessutom kan överdriven dielektrisk förlust också orsaka kondensatornedbrytningsfel. När den dielektriska förlusten får kondensatorns inre temperatur att vara för hög, kommer isoleringsmaterialets isoleringsprestanda att sjunka kraftigt. För närvarande, om den spänning som bärs av kondensatorn överskrider dess nominella spänningsvärde, kan det orsaka ett nedbrytningsfel, vilket resulterar i skador på kondensatorn och till och med orsakar ett kortslutningsfel i kretssystemet.

3. Åtgärder för att minska dielektrisk förlust
För att minska den dielektriska förlusten av IGBT -snubberfilmkondensatorn och förbättra dess prestationsstabilitet kan följande åtgärder vidtas:

Välj dielektriska material med låg förlust: Att välja isolerande material med lågförlustegenskaper eftersom det dielektriska skiktet av kondensatorn effektivt kan minska dielektrisk förlust.
Optimera kondensatorstrukturen: Genom att optimera kondensatorns strukturella utformning, såsom att öka tjockleken på det dielektriska skiktet och förbättra kontaktgränssnittet mellan elektroden och dielektriken, kan dielektriska förlusten minskas och stabiliteten hos kondensatorn kan förbättras.
Kontrollera arbetsmiljön: Att upprätthålla stabiliteten i kondensatorns arbetsmiljö och undvika påverkan av negativa faktorer såsom överdriven temperatur och överdriven fuktighet kan bidra till att minska dielektrisk förlust och förlänga kondensatorns livslängd.
Regelbunden inspektion och underhåll: Regelbunden inspektion och underhåll av kondensatorn för att snabbt upptäcka och hantera potentiella felfaror kan säkerställa att kondensatorns långsiktiga drift.