Anwendungsanalyse von Filmkondensatoren, die Elektrolytkondensatoren in DC-Link-Kondensatoren ersetzen

Mit der raschen Entwicklung der neuen Energieindustrie wurde in Bereichen wie Windkraft, Photovoltaik -Stromerzeugung und neuen Energiefahrzeugen weit verbreitet. Als Schlüsselkomponente in diesen Systemen wirkt sich die Leistung von DC-Link-Kondensatoren direkt auf die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des gesamten Systems aus. Traditionell wurden elektrolytische Kondensatoren aufgrund ihrer geringeren Kosten weit verbreitet, aber ihre Einschränkungen bei hohen Spannung, Hochstrom- und Langlebigkeitsszenarien sind zunehmend offensichtlich geworden. Im Gegensatz dazu entstehen Filmkondensatoren mit ihrer überlegenen Leistung als ideale Alternative.

Leistungsvergleich

Filmkondensatoren verwenden die metallisierte Abscheidungstechnologie, bei der eine Metallschicht auf ein Filmdielektrikum verdampft wird, um selbstheilende Eigenschaften zu erreichen, Defekte zu isolieren und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Sie weisen eine hohe Dielektrik -Festigkeit auf (bis zu 250 V/µm für die DC -Filterung), können Spannungsstschwellen bis zu dem doppelten Wert des Nennwerts standhalten und mit niedrigem ESR (typischerweise unter 10 mΩ) und einer niedrigen ESL aufweisen, wodurch sie für einen hohen Rippelstrom (IRMS) und hohe DV/DT -Anwendungen geeignet sind. Darüber hinaus sind Filmkondensatoren nicht polarisiert, tolerant gegenüber der Rückspannung und bieten eine Lebensdauer von mehr als 15 Jahren ohne häufigen Ersatz.

Elektrolytkondensatoren stützen sich auf Aluminiumoxiddielektrika und flüssige Elektrolyte. Ihre dielektrische Festigkeit ist relativ niedrig (ca. 0,07 V/Å), wobei eine maximale Arbeitsspannung typischerweise auf 450 V begrenzt ist. Höhere Spannungen erfordern Serienverbindungen sowie zusätzliche Widerstände und Dioden, um die Spannung auszugleichen und einen Rückbau zu verhindern. Ihre höhere ESR begrenzt die Ripple -Stromhandhabung (ca. 20 mA/µF), und der flüchtige Elektrolyte verkürzt ihre Lebensdauer, wodurch regelmäßige Wartung in neuen Energieanwendungen erforderlich ist.

Anwendungsvorteile

In neuen Energiefahrzeugen müssen DC-Link-Kondensatoren beispielsweise 330VDC-Arbeitsspannung und 150 marm Ripple-Strom verarbeiten. Filmkondensatoren erfüllen diese Anforderungen mühelos, während Elektrolytkondensatoren mehrere parallele Einheiten benötigen, was die Komplexität und Größe des Systems erhöht. In Überspannungsszenarien (z. B. Schienenverkehr) können Filmkondensatoren sofort Überspannungen von 2un ertragen, während elektrolytische Kondensatoren nur 1,2 -mal tolerieren, was mehr Serieneinheiten erfordert und die Zuverlässigkeit verringert.

Abschluss

Mit Fortschritten in der Metallisierungstechnologie und der Kostensenkungen zeigen Filmkondensatoren erhebliche Vorteile bei Hochspannung, Hochspannstrom- und Langlebnisanwendungen. Ihre kompakten Konstruktionen (z. B. integrierte Busbars) reduzieren die Streunerinduktivität und verbessern die Systemeffizienz. Im neuen Energiesektor ist das Ersetzen von Elektrolytkondensatoren durch Filmkondensatoren zu einem irreversiblen Trend geworden.