Analyse der Merkmale des dielektrischen Verlusts und ihres Einflusses auf IGBT -Pufferfilmkondensatoren

1. Mechanismus des dielektrischen Verlusts
Wenn sich der IGBT -Snubber -Filmkondensator in einem externen elektrischen Feld befindet, absorbiert das Isoliermaterial (d. H. Filmdielektrikum) das Signal im elektrischen Feld. Dieser Prozess verursacht nicht nur den Verlust von Signalenergie, sondern wird auch von Energieumwandlung und Ableitungen begleitet. Diese Energie, die aufgrund des elektrischen Feldes pro Zeiteinheit verbraucht wird, wird als Verlustleistung des dielektrischen oder kurzen dielektrischen Verlusts bezeichnet. Die Erzeugung von dielektrischem Verlust stammt hauptsächlich aus den mikrostrukturellen Eigenschaften im Isoliermaterial und dem Polarisationsprozess unter der Wirkung des elektrischen Feldes.

Unter der Wirkung des elektrischen Feldes werden die Dipole im Isoliermaterial ausgerichtet und polarisiert. Da die Bewegung der Dipole jedoch einen bestimmten Widerstand überwinden muss, wird der Polarisationsprozess nicht sofort abgeschlossen, aber es gibt einen bestimmten Hystereseffekt. Dieser Hystereseffekt führt dazu, dass die elektrische Feldergie bei der Umwandlung in Wärmeenergie, d. H. Dielektrischer Verlust, verloren geht.

2. Der Einfluss des dielektrischen Verlusts auf die Kondensatorleistung
Dielektrischer Verlust hat viele Auswirkungen auf die Leistung von IGBT Snubber Filmkondensatoren . Erstens führt der dielektrische Verlust dazu, dass der Kondensator während des Betriebs erwärmt und seine Innentemperatur erhöht. Wenn die Temperatur weiter steigt, verringert sie nicht nur die Isolationsleistung des Kondensators, sondern kann auch zu einer thermischen Alterung des dielektrischen Materials führen, wodurch die Lebensdauer des Kondensators verkürzt wird.

Zweitens erhöht der dielektrische Verlust den äquivalenten Serienwiderstand (ESR) des Kondensators und verringert die effektive Nutzungsrate seines Kapazitätswerts. Dies wird dazu führen, dass sich die Leistung des Kondensators unter hochfrequenten Anwendungen verschlechtert und die Schaltgeschwindigkeit und Effizienz des IGBT beeinflusst. Gleichzeitig kann der erhöhte ESR auch eine Resonanz im Stromkreis verursachen und den normalen Betrieb der Schaltung beeinträchtigen.

Darüber hinaus kann übermäßiger dielektrischer Verlust auch einen Ausfall des Kondensators verursachen. Wenn der dielektrische Verlust dazu führt, dass die Innentemperatur des Kondensators zu hoch ist, sinkt die Isolationsleistung des Isoliermaterials stark. Zu diesem Zeitpunkt kann die vom Kondensator getragene Spannung ihren Nennspannungswert überschreitet, was zu einem Ausfallversagen führt, was zu einer Beschädigung des Kondensators führt und sogar einen Ausfall des Kreislaufsystems aus dem Kurzschluss verursacht.

3.. Maßnahmen zur Reduzierung des dielektrischen Verlusts
Um den dielektrischen Verlust des IGBT -Snubber -Filmkondensators zu verringern und seine Leistungsstabilität zu verbessern, können die folgenden Maßnahmen ergriffen werden:

Wählen Sie dielektrische Materialien mit niedrigem Verlust: Wählen von Isoliermaterialien mit niedrigen Verlusteigenschaften, da die dielektrische Schicht des Kondensators den Dielektrizitätsverlust effektiv reduzieren kann.
Optimieren Sie die Kondensatorstruktur: Durch Optimierung des strukturellen Designs des Kondensators, z. B. die Erhöhung der Dicke der dielektrischen Schicht und die Verbesserung der Kontaktgrenze zwischen der Elektrode und dem Dielektrikum, kann der dielektrische Verlust verringert und die Stabilität des Kondensators verbessert werden.
Kontrolle des Arbeitsumfelds: Aufrechterhaltung der Stabilität des Arbeitsumfelds des Kondensators und Vermeidung des Einflusses von nachteiligen Faktoren wie übermäßiger Temperatur und übermäßiger Luftfeuchtigkeit kann dazu beitragen, den dielektrischen Verlust zu verringern und die Lebensdauer des Kondensators zu verlängern.
Regelmäßige Inspektion und Wartung: Regelmäßige Inspektion und Wartung des Kondensators, um potenzielle Fehlergefahren unverzüglich zu erkennen und umzugehen, kann den langfristigen stabilen Betrieb des Kondensators sicherstellen.