Minggu ini kita akan menganalisis penggunaan kapasitor film sebagai pengganti kapasitor elektrolitik pada kapasitor DC-link.Artikel ini akan dibagi menjadi dua bagian.

Dengan berkembangnya industri energi baru, teknologi arus variabel umumnya digunakan, dan kapasitor DC-Link sangat penting sebagai salah satu perangkat utama untuk seleksi.Kapasitor DC-Link pada filter DC umumnya memerlukan kapasitas besar, pemrosesan arus tinggi dan tegangan tinggi, dll. Dengan membandingkan karakteristik kapasitor film dan kapasitor elektrolitik serta menganalisis aplikasi terkait, makalah ini menyimpulkan bahwa dalam desain rangkaian yang memerlukan tegangan operasi tinggi, arus riak tinggi (Irms), kebutuhan tegangan berlebih, pembalikan tegangan, arus masuk tinggi (dV/dt) dan umur panjang.Dengan berkembangnya teknologi pengendapan uap logam dan teknologi kapasitor film, kapasitor film akan menjadi tren bagi para desainer untuk menggantikan kapasitor elektrolitik dalam hal kinerja dan harga di masa depan.

Dengan diperkenalkannya kebijakan terkait energi baru dan berkembangnya industri energi baru di berbagai negara, perkembangan industri terkait di bidang ini telah membawa peluang baru.Dan kapasitor, sebagai industri produk terkait hulu yang penting, juga memperoleh peluang pengembangan baru.Dalam kendaraan energi baru dan energi baru, kapasitor adalah komponen kunci dalam kontrol energi, manajemen daya, inverter daya, dan sistem konversi DC-AC yang menentukan umur konverter.Namun pada inverter digunakan daya DC sebagai sumber daya input yang dihubungkan ke inverter melalui bus DC yang disebut DC-Link atau dukungan DC.Karena inverter menerima RMS tinggi dan arus pulsa puncak dari DC-Link, inverter menghasilkan tegangan pulsa tinggi pada DC-Link, sehingga menyulitkan inverter untuk menahannya.Oleh karena itu, kapasitor DC-Link diperlukan untuk menyerap arus pulsa tinggi dari DC-Link dan mencegah fluktuasi tegangan pulsa tinggi inverter berada dalam kisaran yang dapat diterima;di sisi lain, hal ini juga mencegah inverter terpengaruh oleh tegangan berlebih dan tegangan berlebih transien pada DC-Link.

Diagram skema penggunaan kapasitor DC-Link dalam energi baru (termasuk pembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik fotovoltaik) dan sistem penggerak motor kendaraan energi baru ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2.

Gambar 1 menunjukkan topologi rangkaian konverter tenaga angin, dimana C1 adalah DC-Link (umumnya terintegrasi ke modul), C2 adalah penyerapan IGBT, C3 adalah penyaringan LC (sisi bersih), dan penyaringan DV/DT sisi rotor C4.Gambar 2 menunjukkan teknologi rangkaian konverter daya PV, dimana C1 adalah penyaringan DC, C2 adalah penyaringan EMI, C4 adalah DC-Link, C6 adalah penyaringan LC (sisi grid), C3 adalah penyaringan DC, dan C5 adalah penyerapan IPM/IGBT.Gambar 3 menunjukkan sistem penggerak motor utama pada sistem kendaraan energi baru, dimana C3 adalah DC-Link dan C4 adalah kapasitor serapan IGBT.

Dalam aplikasi energi baru yang disebutkan di atas, kapasitor DC-Link, sebagai perangkat utama, diperlukan untuk keandalan yang tinggi dan umur panjang dalam sistem pembangkit listrik tenaga angin, sistem pembangkit listrik fotovoltaik, dan sistem kendaraan energi baru, sehingga pemilihannya sangatlah penting.Berikut perbandingan karakteristik kapasitor film dan kapasitor elektrolitik serta analisanya pada aplikasi kapasitor DC-Link.

1. Perbandingan fitur

1.1 Kapasitor film

Prinsip teknologi metalisasi film pertama kali diperkenalkan: lapisan logam yang cukup tipis diuapkan pada permukaan media film tipis.Jika terdapat cacat pada medium, lapisan tersebut mampu menguap dan mengisolasi titik cacat tersebut untuk perlindungan, sebuah fenomena yang dikenal sebagai penyembuhan diri.

Gambar 4 menunjukkan prinsip pelapisan metalisasi, dimana media film tipis diberi perlakuan awal (korona atau sebaliknya) sebelum penguapan sehingga molekul logam dapat melekat padanya.Logam diuapkan dengan cara pelarutan pada suhu tinggi dalam kondisi vakum (1400℃ hingga 1600℃ untuk aluminium dan 400℃ hingga 600℃ untuk seng), dan uap logam mengembun pada permukaan film ketika bertemu dengan film yang didinginkan (suhu pendinginan film -25℃ hingga -35℃), sehingga membentuk lapisan logam.Perkembangan teknologi metalisasi telah meningkatkan kekuatan dielektrik film dielektrik per satuan ketebalan, dan desain kapasitor untuk aplikasi pulsa atau pelepasan teknologi kering dapat mencapai 500V/µm, dan desain kapasitor untuk aplikasi filter DC dapat mencapai 250V /µm.Kapasitor DC-Link termasuk yang terakhir, dan menurut IEC61071 untuk aplikasi elektronika daya, kapasitor dapat menahan guncangan tegangan yang lebih parah, dan dapat mencapai 2 kali tegangan pengenal.

Oleh karena itu, pengguna hanya perlu mempertimbangkan tegangan operasi pengenal yang diperlukan untuk desainnya.Kapasitor film logam memiliki ESR rendah, yang memungkinkannya menahan arus riak yang lebih besar;ESL yang lebih rendah memenuhi persyaratan desain induktansi rendah dari inverter dan mengurangi efek osilasi pada frekuensi switching.

Kualitas dielektrik film, kualitas lapisan metalisasi, desain kapasitor dan proses pembuatan menentukan karakteristik penyembuhan diri dari kapasitor metalisasi.Dielektrik film yang digunakan untuk kapasitor DC-Link yang diproduksi sebagian besar adalah film OPP.

Isi bab 1.2 akan dipublikasikan pada artikel minggu depan.