Преимущества пленочных конденсаторов
В ранних пленочных конденсаторах постоянного тока использовались электролитические конденсаторы. С развитием технологии пленочных конденсаторов, особенно с развитием технологии базовых пленок и появлением технологии сегментации металлизации, не только уменьшился объем пленочных конденсаторов, но и уровень выдерживаемого напряжения изделий остался на значительном уровне. Сейчас все больше компаний используют высокотемпературные полипропиленовые пленочные конденсаторы в качестве конденсаторов постоянного тока. Типичным примером является усовершенствование модели Toyota RIUS; типичными представителями отечественных автопроизводителей являются BYD F3DM и E6, в которых в качестве конденсаторов постоянного тока используются пленочные конденсаторы. Фильтрующие конденсаторы, используемые в первом поколении Toyota Prius, были электролитическими. Начиная со второго поколения, вместо них стали использоваться пленочные фильтрующие конденсаторы DC-LINK.
А. Высокая безопасность изделия и отличная устойчивость к перенапряжению.
Поскольку пленочные конденсаторы обладают самовосстанавливающимися свойствами и разработаны в соответствии со стандартом 1EC61071, их сопротивление импульсному напряжению превышает 1,5 номинального напряжения. Кроме того, в конденсаторе используется технология расщепленной пленки, поэтому теоретически он не подвержен короткому замыканию, что значительно повышает безопасность этого типа конденсаторов. Типичный режим отказа — обрыв цепи. В некоторых областях применения сопротивление пиковому напряжению также является важным показателем при оценке конденсаторов. Фактически, для электролитических конденсаторов максимальное допустимое импульсное напряжение составляет 1,2 раза, что заставляет пользователей учитывать пиковое напряжение, а не номинальное.
B. Хорошие температурные характеристики, широкий диапазон рабочих температур изделия, от -40°C до 105°C.
Высокотемпературная полипропиленовая пленка, используемая в пленочных конденсаторах постоянного тока, обладает температурной стабильностью, которой не обладают полиэфирные пленки и электролитические конденсаторы. С повышением температуры емкость полипропиленового пленочного конденсатора в целом уменьшается, но коэффициент уменьшения очень мал, около 300 ppm/°C; в то время как емкость полиэфирной пленки изменяется с температурой гораздо сильнее, как на высокотемпературном, так и на низкотемпературном этапах, составляя +200–+600 ppm/°C.
C. Стабильные частотные характеристики, хорошие высокочастотные характеристики изделия.
В настоящее время частота переключения большинства контроллеров составляет около 10 кГц, что требует от изделия хороших высокочастотных характеристик. Для электролитических конденсаторов и пленочных полиэфирных конденсаторов это требование является проблемой.
D. Не имеет полярности, выдерживает обратное напряжение.
Электроды пленочных конденсаторов представляют собой наноразмерные металлические частицы, нанесенные на тонкие пленки. Изделие не имеет полярности, что очень удобно для пользователей, и нет необходимости учитывать положительный и отрицательный полюса. В случае электролитических конденсаторов, если к ним приложить обратное напряжение, превышающее 1,5 раза Un, это вызовет химическую реакцию внутри конденсатора. Если это напряжение будет сохраняться достаточно долго, конденсатор взорвется, или электролит вытечет по мере снижения внутреннего давления в конденсаторе.
E. Высокое номинальное напряжение, не требуются последовательные и балансировочные резисторы.
Для увеличения выходной мощности наблюдается тенденция к повышению напряжения в шине гибридных и топливных автомобилей. Типичные напряжения батарей, подаваемых на электродвигатели, составляют 280 В, 330 В и 480 В. Соответствующие им конденсаторы различаются у разных производителей, но обычно это 450 В, 600 В, 800 В, а их емкость варьируется от 0,32 мФ до 2 мФ. Номинальное напряжение электролитических конденсаторов не превышает 500 В, поэтому при напряжении в шине выше 500 В система может повысить уровень выдерживаемого напряжения конденсаторной батареи только путем последовательного соединения электролитических конденсаторов. Таким образом, увеличивается не только объем и стоимость конденсаторной батареи, но и индуктивность и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) в цепи.
F. Низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), высокая устойчивость к пульсациям тока.
Пленочный конденсатор имеет емкость более 200 мА/мкФ, а электролитический конденсатор обладает допустимой пульсацией тока 20 мА/мкФ. Эта особенность позволяет значительно снизить требуемую емкость конденсатора в системе.
Г. Низкий уровень владения английским языком как иностранным
Конструкция инвертора с низкой индуктивностью требует, чтобы его основной компонент, конденсатор DC-Link, имел чрезвычайно низкую индуктивность. Высокоэффективные пленочные фильтрующие конденсаторы DC-Link интегрируют шину в конденсаторный модуль, чтобы минимизировать его собственную индуктивность (<30 нГн), что значительно снижает эффект колебаний на необходимой частоте переключения. Поэтому часто отсутствует поглощающий конденсатор, подключенный параллельно конденсатору DC-Link, и электрод конденсатора напрямую подключается к IGBT.
H. Высокая устойчивость к импульсным токам
Он способен выдерживать мгновенные большие токи. Технология волновой резки и технология утолщения покрытия конденсатора позволяют улучшить температурные характеристики изделия при импульсных токах и механических ударах.
Дж. Длительный срок службы
Устойчивость пленки к старению обуславливает очень длительный срок службы пленочного конденсатора, особенно при номинальном напряжении и номинальной рабочей температуре, где срок службы составляет более 15000-20000 часов; при средней скорости 30 км/ч он может прослужить до 450000 км, что достаточно для пробега автомобиля.
Высокопроизводительные пленочные конденсаторы DC-LINK — это конденсаторы, созданные с использованием новых производственных процессов и технологии металлизированной пленки. Они повышают плотность энергии по сравнению с традиционными пленочными конденсаторами, что также означает уменьшение их размеров. С другой стороны, интеграция сердечника конденсатора и шины позволяет удовлетворить гибкие требования заказчиков к размерам, что не только делает весь инверторный модуль более компактным, но и значительно снижает паразитную индуктивность в цепи, обеспечивая более стабильную работу схемы. Схемы, используемые в электромобилях, предъявляют высокие требования к напряжению, эффективному току, перенапряжению, обратному напряжению, пиковому току и длительному сроку службы. Пленочные конденсаторы, несомненно, являются предпочтительным выбором для электромобилей в качестве конденсаторов постоянного тока.
Компания CRE предлагает профессиональные решения в области конденсаторов для электромобилей и гибридных электромобилей. Наши серии DKMJ-AP и DMJ-PC обеспечивают важную функцию фильтрации постоянного тока в контроллерах двигателей электромобилей и гибридных электромобилей. Они обладают большой энергетической емкостью при малых габаритах и широкой запрещенной зоне (WGB), что соответствует вашим производственным требованиям.
Скачать файлы
