На гэтым тыдні мы працягваем артыкул мінулага тыдня.

1.2 Электралітычныя кандэнсатары

Дыэлектрыкам, які выкарыстоўваецца ў электралітычных кандэнсатарах, з'яўляецца аксід алюмінію, які ўтвараецца ў выніку карозіі алюмінія, з дыэлектрычнай пастаяннай ад 8 да 8,5 і працоўнай электрычнай трываласцю каля 0,07 В/А (1 мкм = 10000 А).Аднак дамагчыся такой таўшчыні не ўдаецца.Таўшчыня алюмініевага пласта зніжае каэфіцыент ёмістасці (удзельную ёмістасць) электралітычных кандэнсатараў, таму што алюмініевая фальга павінна быць вытраўлена, каб утварыць плёнку аксіду алюмінія, каб атрымаць добрыя характарыстыкі захоўвання энергіі, і паверхня будзе ўтвараць шмат няроўных паверхняў.З іншага боку, удзельнае супраціўленне электраліта складае 150 Ом см для нізкага напружання і 5 кОм см для высокага напружання (500 В).Больш высокае ўдзельнае супраціўленне электраліта абмяжоўвае сярэднеквадратычнае значэнне току, якое можа вытрымаць электралітычны кандэнсатар, звычайна да 20 мА/мкФ.

Па гэтых прычынах электралітычныя кандэнсатары разлічаны на максімальную напругу 450 В (у некаторых асобных вытворцаў - 600 В).Такім чынам, каб атрымаць больш высокія напружання, неабходна дасягнуць іх шляхам паслядоўнага злучэння кандэнсатараў.Аднак з-за розніцы ў супраціўленні ізаляцыі кожнага электралітычнага кандэнсатара да кожнага кандэнсатара неабходна падключыць рэзістар, каб збалансаваць напружанне кожнага паслядоўна злучанага кандэнсатара.Акрамя таго, электралітычныя кандэнсатары з'яўляюцца палярызаванымі прыладамі, і калі прыкладзенае зваротнае напружанне перавышае Un у 1,5 разы, адбываецца электрахімічная рэакцыя.Калі пададзенае зваротнае напружанне дастаткова доўга, кандэнсатар выльецца.Каб пазбегнуць гэтай з'явы, пры выкарыстанні кожнага кандэнсатара неабходна падключаць дыёд.Акрамя таго, устойлівасць электралітычных кандэнсатараў да перанапружання звычайна складае 1,15 Un, а добрыя могуць дасягаць 1,2 Un.Такім чынам, дызайнеры павінны ўлічваць не толькі ўстойлівае працоўнае напружанне, але і перанапружанне пры іх выкарыстанні.Падводзячы вынік, можна скласці наступную параўнальную табліцу паміж плёнкавымі і электралітычнымі кандэнсатарамі, гл. мал.1.

2. Аналіз прыкладанняў

Кандэнсатары DC-Link у якасці фільтраў патрабуюць канструкцый з вялікім токам і высокай ёмістасцю.Прыкладам з'яўляецца галоўная сістэма прывада рухавіка новага энергетычнага транспартнага сродку, як паказана на мал.3.У гэтым дадатку кандэнсатар адыгрывае ролю развязкі, а схема мае высокі працоўны ток.Плёнкавы кандэнсатар DC-Link мае перавагу ў тым, што можа вытрымліваць вялікія працоўныя токі (Irms).Возьмем у якасці прыкладу параметры новага энергетычнага транспартнага сродку магутнасцю 50~60 кВт, параметры наступныя: працоўнае напружанне 330 В пастаяннага току, пульсацыя напружання 10 В сярэднеквадратычнае значэнне, пульсацыя току 150 Армс пры 10 КГц.

Тады мінімальная электрычная магутнасць разлічваецца як:

Гэта лёгка рэалізаваць для канструкцыі плёнкавага кандэнсатара.Калі выказаць здагадку, што выкарыстоўваюцца электралітычныя кандэнсатары, калі ўлічваецца 20 мА/мкФ, мінімальная ёмістасць электралітычных кандэнсатараў разлічваецца для задавальнення вышэйзгаданых параметраў наступным чынам:

Гэта патрабуе некалькіх электралітычных кандэнсатараў, злучаных паралельна, каб атрымаць гэтую ёмістасць.

У прылажэннях з перанапружаннем, такіх як лёгкі рэльс, электрычны аўтобус, метро і г. д. Улічваючы, што гэтыя сілы падключаюцца да пантографа лакаматыва праз пантограф, кантакт паміж пантографам і пантографам перарывісты падчас транспарціроўкі.Калі абодва не знаходзяцца ў кантакце, крыніца харчавання падтрымліваецца чарнільным кандэнсатарам DC-L, і калі кантакт аднаўляецца, ствараецца перанапружанне.Найгоршым выпадкам з'яўляецца поўны разрад кандэнсатара DC-Link пры адключэнні, калі напружанне разраду роўна напружанню пантографа, і калі кантакт аднаўляецца, выніковае перанапружанне амаль у два разы перавышае намінальнае працоўнае Un.Для плёнкавых кандэнсатараў кандэнсатар DC-Link можна выкарыстоўваць без дадатковай увагі.Калі выкарыстоўваюцца электралітычныя кандэнсатары, перанапружанне складае 1,2Un.Возьмем у якасці прыкладу метро Шанхая.Un=1500 В пастаяннага току, для электралітычнага кандэнсатара для разгляду напружання:

Затым трэба злучыць паслядоўна шэсць кандэнсатараў на 450 В.Калі канструкцыя плёнкавага кандэнсатара выкарыстоўваецца пры напрузе ад 600 да 2000 В пастаяннага току ці нават 3000 В пастаяннага току, лёгка дасягнуць.Акрамя таго, энергія ў выпадку поўнага разраду кандэнсатара ўтварае разрад кароткага замыкання паміж двума электродамі, ствараючы вялікі пускавы ток праз кандэнсатар DC-Link, які звычайна адрозніваецца для электралітычных кандэнсатараў, каб адпавядаць патрабаванням.

Акрамя таго, у параўнанні з электралітычнымі кандэнсатарамі плёнкавыя кандэнсатары DC-Link могуць быць распрацаваны для дасягнення вельмі нізкага ESR (звычайна ніжэй за 10 мОм і нават ніжэй <1 мОм) і ўласнай індуктыўнасці LS (звычайна ніжэй за 100 нГн, а ў некаторых выпадках ніжэй за 10 або 20 нГн). .Гэта дазваляе ўсталёўваць плёнкавы кандэнсатар DC-Link непасрэдна ў модуль IGBT пры ўжыванні, дазваляючы інтэграваць шыну ў плёнкавы кандэнсатар DC-Link, што пазбаўляе ад неабходнасці спецыяльнага кандэнсатара-паглынальніка IGBT пры выкарыстанні плёнкавых кандэнсатараў, эканомячы дызайнеру значную суму грошай.Мал.2.і 3 паказваюць тэхнічныя характарыстыкі некаторых прадуктаў C3A і C3B.

3. Заключэнне

У першыя дні кандэнсатары DC-Link былі ў асноўным электралітычнымі з-за меркаванняў кошту і памеру.

Аднак на электралітычныя кандэнсатары ўплывае здольнасць вытрымліваць напружанне і ток (значна вышэйшая ESR у параўнанні з плёнкавымі кандэнсатарамі), таму неабходна злучыць некалькі электралітычных кандэнсатараў паслядоўна і паралельна, каб атрымаць вялікую ёмістасць і адпавядаць патрабаванням выкарыстання высокага напружання.Акрамя таго, з улікам выпарвання электраліта, яго трэба рэгулярна замяняць.Новыя прымянення энергіі звычайна патрабуюць тэрміну службы прадукту 15 гадоў, таму яго трэба замяняць 2-3 разы на працягу гэтага перыяду.Такім чынам, пасляпродажнае абслугоўванне ўсёй машыны выклікае значныя выдаткі і нязручнасці.З развіццём тэхналогіі нанясення металізацыйнага пакрыцця і тэхналогіі плёнкавых кандэнсатараў стала магчымым вырабляць кандэнсатары фільтра пастаяннага току высокай ёмістасці з напругай ад 450 В да 1200 В або нават вышэй з звыштонкай плёнкі OPP (самая тонкая 2,7 мкм, нават 2,4 мкм) з выкарыстаннем тэхналогія выпарвання ахоўнай плёнкі.З іншага боку, інтэграцыя кандэнсатараў DC-Link з шынай робіць канструкцыю інвертарнага модуля больш кампактнай і значна зніжае індуктыўнасць рассейвання ланцуга для аптымізацыі ланцуга.