На гэтым тыдні мы разгледзім выкарыстанне плёнкавых кандэнсатараў замест электралітычных у кандэнсатарах пастаяннага току. Артыкул будзе падзелены на дзве часткі.

З развіццём новай энергетычнай прамысловасці шырока выкарыстоўваецца тэхналогія зменнага току, і кандэнсатары пастаяннага току асабліва важныя як адзін з ключавых элементаў для выбару. Кандэнсатары пастаяннага току ў фільтрах пастаяннага току звычайна патрабуюць вялікай ёмістасці, апрацоўкі высокага току і высокага напружання і г.д. Параўноўваючы характарыстыкі плёнкавых кандэнсатараў і электралітычных кандэнсатараў і аналізуючы адпаведныя сферы прымянення, у гэтай працы робіцца выснова, што ў схемах, якія патрабуюць высокага працоўнага напружання, высокіх пульсацыйных токаў (Irms), патрабаванняў да перанапружання, рэверсу напружання, высокага пускавога току (dV/dt) і доўгага тэрміну службы. З развіццём тэхналогіі металізаванага паравога напылення і тэхналогіі плёнкавых кандэнсатараў, плёнкавыя кандэнсатары стануць тэндэнцыяй для распрацоўшчыкаў, якія замяняюць электралітычныя кандэнсатары з пункту гледжання прадукцыйнасці і цаны ў будучыні.

З увядзеннем новай палітыкі ў галіне энергетыкі і развіццём новай энергетычнай прамысловасці ў розных краінах, развіццё сумежных галін у гэтай галіне адкрыла новыя магчымасці. І кандэнсатары, як важная галіна, звязаная з прадукцыяй, таксама атрымалі новыя магчымасці для развіцця. У новай энергетыцы і транспартных сродках на новай энергетыцы кандэнсатары з'яўляюцца ключавымі кампанентамі ў кіраванні энергіяй, кіраванні харчаваннем, інвертарах харчавання і сістэмах пераўтварэння пастаяннага току ў пераменны ток, якія вызначаюць тэрмін службы пераўтваральніка. Аднак у інвертары ў якасці крыніцы ўваходнага харчавання выкарыстоўваецца пастаянны ток, які падключаецца да інвертара праз шыну пастаяннага току, якая называецца DC-Link або падтрымкай пастаяннага току. Паколькі інвертар атрымлівае высокія RMS і пікавыя імпульсныя токі ад DC-Link, ён генеруе высокае імпульснае напружанне на DC-Link, што ўскладняе яго працу інвертара. Такім чынам, кандэнсатар DC-Link неабходны для паглынання высокага імпульснага току ад DC-Link і прадухілення ваганняў высокага імпульснага напружання інвертара ў дапушчальным дыяпазоне; з іншага боку, ён таксама прадухіляе ўплыў перавышэння напружання і пераходнага перанапружання на DC-Link.

Схематычная дыяграма выкарыстання кандэнсатараў пастаяннага току ў новых крыніцах энергіі (у тым ліку ветраэнергетыкі і фотаэлектрычных батарэй) і сістэмах прывада транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі паказана на малюнках 1 і 2.

На малюнку 1 паказана тапалогія схемы пераўтваральніка энергіі ветру, дзе C1 — гэта DC-Link (звычайна інтэграваны ў модуль), C2 — IGBT паглынанне, C3 — LC-фільтр (з боку сеткі), а C4 — DV/DT-фільтр з боку ротара. На малюнку 2 паказана тэхналогія схемы фотаэлектрычнага пераўтваральніка энергіі, дзе C1 — гэта DC-Link, C2 — EMI-фільтр, C4 — DC-Link, C6 — LC-фільтр (з боку сеткі), C3 — DC-фільтр, а C5 — IPM/IGBT паглынанне. На малюнку 3 паказана галоўная сістэма прывада рухавіка ў новай сістэме энергетычнага транспартнага сродку, дзе C3 — DC-Link, а C4 — IGBT паглынальны кандэнсатар.

У вышэйзгаданых новых энергетычных сістэмах кандэнсатары пастаяннага току, як ключавая прылада, неабходныя для высокай надзейнасці і працяглага тэрміну службы ў ветравых і фотаэлектрычных сістэмах вытворчасці энергіі, а таксама ў новых энергетычных сістэмах транспартных сродкаў, таму іх выбар асабліва важны. Ніжэй прыведзена параўнанне характарыстык плёнкавых і электралітычных кандэнсатараў, а таксама іх аналіз у прымяненні кандэнсатараў пастаяннага току.

1. Параўнанне характарыстык

1.1 Плёнкавыя кандэнсатары

Упершыню прадстаўлены прынцып тэхналогіі металізацыі плёнак: дастаткова тонкі пласт металу выпараецца на паверхні тонкаплёнкавага асяроддзя. Пры наяўнасці дэфекту ў асяроддзі пласт здольны выпарацца і такім чынам ізаляваць дэфектную вобласць для абароны, з'ява, вядомая як самааднаўленне.

На малюнку 4 паказаны прынцып металізацыйнага пакрыцця, пры якім тонкая плёнка папярэдне апрацоўваецца (у адваротным выпадку каронным разрадам) перад выпарваннем, каб малекулы металу маглі да яе прыліпнуць. Метал выпарваецца шляхам растварэння пры высокай тэмпературы ў вакууме (ад 1400℃ да 1600℃ для алюмінію і ад 400℃ да 600℃ для цынку), і пара металу кандэнсуецца на паверхні плёнкі пры сустрэчы з астуджанай плёнкай (тэмпература астуджэння плёнкі ад -25℃ да -35℃), утвараючы такім чынам металічнае пакрыццё. Развіццё тэхналогіі металізацыі палепшыла дыэлектрычную трываласць плёнкі на адзінку таўшчыні, і канструкцыя кандэнсатара для імпульснага або разраднага прымянення сухой тэхналогіі можа дасягаць 500 В/мкм, а канструкцыя кандэнсатара для прымянення ў фільтрах пастаяннага току можа дасягаць 250 В/мкм. Кандэнсатар DC-Link належыць да апошніх, і ў адпаведнасці з IEC61071 для прымянення ў сілавой электроніцы кандэнсатар можа вытрымліваць больш моцныя ўдары напружання і дасягаць у 2 разы большага за намінальнае напружанне.

Такім чынам, карыстальніку трэба ўлічваць толькі намінальнае працоўнае напружанне, неабходнае для іх канструкцыі. Металізаваныя плёнкавыя кандэнсатары маюць нізкае ESR, што дазваляе ім вытрымліваць большыя пульсацыі токаў; ніжэйшае ESL адпавядае патрабаванням да нізкай індуктыўнасці інвертараў і памяншае эфект ваганняў на частотах пераключэння.

Якасць плёнкавага дыэлектрыка, якасць металізацыйнага пакрыцця, канструкцыя кандэнсатара і працэс вытворчасці вызначаюць характарыстыкі самааднаўлення металізаваных кандэнсатараў. Плёнкавым дыэлектрыкам, які выкарыстоўваецца для вырабленых кандэнсатараў DC-Link, у асноўным з'яўляецца плёнка OPP.

Змест раздзела 1.2 будзе апублікаваны ў артыкуле на наступным тыдні.