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解析代替电解电容的薄膜电容在DC-Link电容中使用

在新能源及新能源汽车运用中,电容器在能源控制、电源管理、电源逆变以及直流交流变换等系统中是决定变流器寿命的关键元器件。变流技术在上述系统中普

在新动力及新动力轿车运用中,电容器在动力操控、电源办理、电源逆变以及直流沟通改换等体系中是决议变流器寿数的要害元器材。变流技能在上述体系中遍及得到运用,但是在逆变器中直流电作为输入电源,需经过直流母线与逆变器衔接,该方法叫作DC-Link 或直流支撑。因逆变器在从DC-Link得到有效值和峰值很高的脉冲电流的一起,会在DC-Link上产生很高的脉冲电压使得逆变器难以接受。

所以需求挑选DC-Link电容器来衔接,一方面以吸收逆变器从DC-Link端的高脉冲电流,避免在DC-Link的阻抗上产生高脉冲电压,使逆变器端的电压动摇处在可接受范围内;另一方面也避免逆变器遭到DC-Link端的电压过冲和瞬时过电压的影响。

1概念了解

1.1薄膜电容

以金属箔当电极,将其和聚乙酯,聚丙烯,聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜,从两头堆叠后,卷绕成圆筒状的结构之电容器即薄膜电容。而依塑料薄膜的品种又被别离称为聚乙酯电容(又称Mylar电容),聚丙烯电容(又称PP电容),聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。首要有无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应广大),并且介质丢失很小。依据以上的长处,所以薄膜电容器被很多运用在模仿电路上。尤其是在信号交连的部分,有必要运用频率特性杰出,介质丢失极低的电容器,方能保证信号在传送时,不致有太大的失真景象产生。在所有的塑料薄膜电容傍边,又以聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为明显,当然这两种电容器的价格也比较高。但是音响器材为了提高声响的质量,所选用的零件资料已愈来愈高档,价格并非最重要的考量要素,所以PP电容和PS电容被运用在音响器材的频率与数量也愈来愈高。

图片说明:薄膜电容

1.2电解电容

电解电容器一般是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容 器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极一般选用二氧化锰.由于均以电解质作为负电极(留意和电介质区别),电解电容器因而得名。其单位体积的电容量非常大、额外的容量能够容易做到几万μf乃至几f(但不能和双电层电容比)以及价格低占有很大的优势。由于电解电容的组成资料都是一般的工业资料,比方铝等等。制作电解电容的设备也都是一般的工业设备,能够大规模出产,本钱相比照较低。

图片说明:电解电容

为新动力(含风力发电和光伏发电)以及新动力轿车电机驱动体系中DC-Link电容器的运用示意图图1、2.

图1为风力发电变流器电路拓扑图,其间C1为DC-Link(一般整合到模块上),C2为IGBT吸收,C3为LC滤波(网侧),C4转子侧DV/DT滤波。图2为光伏发电变流器电路拓扑图,其间C1为DC滤波,C2为EMI滤波,C4为DC-Link,C6为LC滤波(网侧),C3为DC滤波,C5为IPM/IGBT吸收。图3为新动力轿车体系中主电机驱动体系,其间C3为DCLink,C4为IGBT吸收电容。

在上述说到的新动力范畴运用中,DCLink电容作为一个要害器材,不管是在风力发电体系、光伏发电体系仍是在新动力轿车体系中都要求高可靠性及长寿数,其选型显得尤为重要。下面介绍薄膜电容与电解电容的特性对等到在DC-Link电容运用中两者的剖析比照:

2.特性比照

2.1 薄膜电容

首要介绍薄膜金属化的原理,薄膜金属化技能的原理:在薄膜介质外表蒸镀上满意薄的金属层,在介质存在缺点的情况下,该镀层能够蒸腾并因而阻隔该缺点点起到维护效果,这种现象被称作自愈。图4为金属化镀膜的原理图,蒸镀前薄膜介质先进行前期处理(电晕或其他方法)以便金属分子能够附着在上面。金属经过在真空状态下高温溶化蒸腾(铝的蒸腾温度1400摄氏度~1600摄氏度,锌的蒸腾温度400摄氏度~600摄氏度),当金属蒸气遇被冷却的薄膜后凝结在薄膜外表(薄膜冷却温度-25摄氏度~-35摄氏度),然后构成金属镀层。金属化技能的开展提高了单位厚度的薄膜介质的介电强度,干式技能脉冲或放电运用电容规划能够到达500V/μm,直流滤波运用电容规划能够到达250V/μm.DC-Link电容归于后者,依据IEC61071关于电力电子运用电容的要求能够接受较为严苛的电压冲击,能够到达2倍的额外电压。因而运用者只需考虑其规划所需的额外作业电压就能够了。金属化薄膜电容器具有较低的ESR,使其能接受较大的纹波电流;较低的ESL满意逆变器的低电感规划要求,减少了开关频率下的震动效应。

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