Cette semaine, nous allons analyser l'utilisation de condensateurs à film au lieu de condensateurs électrolytiques dans les condensateurs du circuit intermédiaire.Cet article sera divisé en deux parties.

Avec le développement d'une nouvelle industrie énergétique, la technologie à courant variable est couramment utilisée, et les condensateurs DC-Link sont particulièrement importants en tant que l'un des dispositifs clés de sélection.Les condensateurs DC-Link dans les filtres DC nécessitent généralement une grande capacité, un traitement de courant élevé et une haute tension, etc. En comparant les caractéristiques des condensateurs à film et des condensateurs électrolytiques et en analysant les applications associées, cet article conclut que dans les conceptions de circuits nécessitant une tension de fonctionnement élevée, courant d'ondulation élevé (Irms), exigences de surtension, inversion de tension, courant d'appel élevé (dV/dt) et longue durée de vie.Avec le développement de la technologie de dépôt en phase vapeur métallisée et de la technologie des condensateurs à film, les condensateurs à film deviendront une tendance pour les concepteurs visant à remplacer les condensateurs électrolytiques en termes de performances et de prix à l'avenir.

Avec l'introduction de nouvelles politiques liées à l'énergie et le développement d'une nouvelle industrie énergétique dans divers pays, le développement d'industries connexes dans ce domaine a apporté de nouvelles opportunités.Et les condensateurs, en tant que secteur de produits essentiel en amont, ont également bénéficié de nouvelles opportunités de développement.Dans les véhicules à énergie nouvelle et à énergie nouvelle, les condensateurs sont des composants clés des systèmes de contrôle de l'énergie, de gestion de l'énergie, d'onduleur de puissance et de conversion DC-AC qui déterminent la durée de vie du convertisseur.Cependant, dans l'onduleur, l'alimentation CC est utilisée comme source d'alimentation d'entrée, qui est connectée à l'onduleur via un bus CC, appelé DC-Link ou support DC.Étant donné que l'onduleur reçoit des courants d'impulsion efficaces et de crête élevés du DC-Link, il génère une tension d'impulsion élevée sur le DC-Link, ce qui rend difficile la tenue de l'onduleur.Par conséquent, le condensateur DC-Link est nécessaire pour absorber le courant d'impulsion élevé du DC-Link et empêcher que la fluctuation de tension d'impulsion élevée de l'onduleur ne se situe dans la plage acceptable ;d'autre part, cela empêche également les onduleurs d'être affectés par un dépassement de tension et une surtension transitoire sur le DC-Link.

Le diagramme schématique de l'utilisation des condensateurs DC-Link dans les énergies nouvelles (y compris la production d'énergie éolienne et la production d'énergie photovoltaïque) et les systèmes d'entraînement de moteurs de véhicules à énergie nouvelle sont présentés dans les figures 1 et 2.

La figure 1 montre la topologie du circuit du convertisseur d'énergie éolienne, où C1 est DC-Link (généralement intégré au module), C2 est l'absorption IGBT, C3 est le filtrage LC (côté réseau) et C4 le filtrage DV/DT côté rotor.La figure 2 montre la technologie du circuit du convertisseur de puissance PV, où C1 est le filtrage CC, C2 est le filtrage EMI, C4 est la liaison CC, C6 est le filtrage LC (côté réseau), C3 est le filtrage CC et C5 est l'absorption IPM/IGBT.La figure 3 montre le système d'entraînement du moteur principal du système de véhicule à énergie nouvelle, où C3 est une liaison CC et C4 est un condensateur d'absorption IGBT.

Dans les nouvelles applications énergétiques mentionnées ci-dessus, les condensateurs DC-Link, en tant que dispositif clé, sont nécessaires pour une fiabilité élevée et une longue durée de vie dans les systèmes de production d'énergie éolienne, les systèmes de production d'énergie photovoltaïque et les systèmes de véhicules à énergie nouvelle, leur sélection est donc particulièrement importante.Ce qui suit est une comparaison des caractéristiques des condensateurs à film et des condensateurs électrolytiques et leur analyse dans l'application des condensateurs DC-Link.

1. Comparaison des fonctionnalités

1.1 Condensateurs à film

Le principe de la technologie de métallisation de films est d'abord introduit : une couche de métal suffisamment fine est vaporisée à la surface du support en film mince.En présence d'un défaut dans le milieu, la couche est capable de s'évaporer et ainsi d'isoler la tache défectueuse pour la protéger, phénomène appelé auto-cicatrisation.

La figure 4 montre le principe du revêtement de métallisation, où le film mince est prétraité (couronne ou autrement) avant vaporisation afin que les molécules métalliques puissent y adhérer.Le métal s'évapore par dissolution à haute température sous vide (1 400 ℃ à 1 600 ℃ pour l'aluminium et 400 ℃ à 600 ℃ pour le zinc), et la vapeur métallique se condense à la surface du film lorsqu'elle rencontre le film refroidi (température de refroidissement du film -25℃ à -35℃), formant ainsi un revêtement métallique.Le développement de la technologie de métallisation a amélioré la rigidité diélectrique du film diélectrique par unité d'épaisseur, et la conception du condensateur pour l'application d'impulsions ou de décharges de technologie sèche peut atteindre 500 V/µm, et la conception du condensateur pour l'application de filtre CC peut atteindre 250 V. /µm.Le condensateur DC-Link appartient à ce dernier et, selon la norme IEC61071 pour les applications d'électronique de puissance, le condensateur peut résister à des chocs de tension plus graves et peut atteindre 2 fois la tension nominale.

Par conséquent, l’utilisateur doit uniquement prendre en compte la tension de fonctionnement nominale requise pour sa conception.Les condensateurs à film métallisé ont un faible ESR, ce qui leur permet de résister à des courants d'ondulation plus importants ;l'ESL inférieur répond aux exigences de conception à faible inductance des onduleurs et réduit l'effet d'oscillation aux fréquences de commutation.

La qualité du film diélectrique, la qualité du revêtement de métallisation, la conception du condensateur et le processus de fabrication déterminent les caractéristiques d'auto-guérison des condensateurs métallisés.Le film diélectrique utilisé pour la fabrication des condensateurs DC-Link est principalement un film OPP.

Le contenu du chapitre 1.2 sera publié dans l'article de la semaine prochaine.