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電力電子行業金屬化薄膜電容.ppt

'電力電子行業金屬化薄膜電容.ppt'
電力電子行業金屬化薄膜電容機密-僅供內部使用現工業領域的電力電子對元器件的選擇有了更高的要求,無論是電氣特性方面還是環境的操作條件的要求。電容器也不例外,產品的可靠性越來越成為關鍵。在電力電子應用中,薄膜電容器比其他電容器更具有優勢。薄膜電容以其優越的電性能在高壓高頻大功率電力電子設備中得以廣泛應用,特別在 DC-Link 這個應用場合,薄膜電容與電解電容相比較具有高紋波電流承受能力、耐高壓、低 ESR 和 ESL、長壽命、 (干式防爆)、無極性和高頻特性好等優越的電氣性能,在高壓大功率電力電子設備中DC-Link應用薄膜電容替代電解電容是一種趨勢。機密-僅供內部使用一、薄膜電容的優勢二、我公司的電力電子電容器的種類及特點三、薄膜電容在電力電子設備中的應用 四、薄膜電容器的工藝流程五、對薄膜電容和電解電容對比分析六、薄膜電容器使用注意事項七、常見的實效模式薄膜電容的優勢1.承受高有效電流的能力,最高可達1Arms/μF。2.抗浪涌能力強,能承受2UnV 的浪涌電壓3.承受高峰值的電流能力,dv/dt高達100V/μs, ESL電感量小,充放電速度快。4.耐壓高,能承受1.5倍于額定電壓的過壓。5.無極性,能長期承受反向脈沖電壓。6.介質損耗小 ,ESR小,產品內部溫升低,溫度特性好。7.體積小,長壽命,沒有酸污染。8.可長時間存儲。9. 替代電解并非等額容量替代,而是功能上的替代,根據不同的要求確定容量。機密-僅供內部使用1.PCB用DC-link電容器2.鋁殼干式DC-link電容器 特點:應用于直流濾波電路中(如:用于逆變器或變頻器電路中),可替代電解電容等效串聯電阻小,自感小,能承受較大的紋波電流有自愈性,安全膜設計鋁殼,阻燃樹脂填充。 我公司的電力電子電容器的種類及特點特點:金屬化聚丙烯膜結構,良好的電氣性能,塑料外殼封裝(UL94 V-0),阻燃環氧樹脂填充,高性能直流濾波應用場合3、塑料外殼DC-link電容器特點:應用于大電流濾波電路中(如:工業變頻器或逆變器中),可替代電解電容等效串聯電阻小,能承受較大的紋波電流耐溫高,自感小有自愈性,安全膜設計阻燃塑料外殼,阻燃樹脂填充 4、螺孔式 DC-link電容器特點:用于逆變器、感應加熱設備、電源。干式,環氧樹脂灌封,無感。耐大電流,溫升低。5、IGBT吸收電容(接片式)特點:廣泛應用于高壓高頻脈沖電路中損耗小,內部溫升小優異的阻燃性能適合作為IGBT的吸收電容 6、干式高壓交流濾波電容器特點:用于電力電子設備、UPS電源中紋波濾波電路,能承受較高的紋波電流及峰值電流、電壓高穩定性,可靠性7、三相交流濾波電容器(一體) 特點:自愈,金屬化聚丙烯膜結構,防爆設計,過壓力保護更安全,適用于三相功率因數校正、LCL濾波8、高壓、高脈沖電流吸收電容器(螺孔式)特點:損耗小,內部溫升小,等效串聯電阻小,自感小,能承受較大的紋波電流,有自愈性,阻燃塑料外殼封裝,阻燃樹脂填充 薄膜電容在電力電子設備中的應用 薄膜電容在電力電子設備中的示意圖 C1:直流鏈支撐(DC-Link) C2:逆變回路中 IGBT、IPM 模塊突波電壓吸收 C3 : AC濾波電容,輸出端高頻紋波吸收 機密-僅供內部使用光伏逆變器的結構與工作原理 逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置,主要用于把直流電力轉換成交流電力。光伏逆變器技術指標1.要求具有較高的效率。 2.要求具有較高的可靠性。 3.要求直流輸入電壓有較寬的適應范圍4.在中、大容量的光伏發電系統中,逆變電源的輸出應為失真度較小的正弦波。光伏逆變器的功能1、自動運行和停機功能2、最大功率跟蹤控制功能。光伏逆變器的行業發展情況 :領軍者是德國公司艾斯瑪(SMA) ,技術處在行業的頂點。國內起步較晚,比較有實力的并網逆變器企業有:合肥陽光電源有限公司、中達電通股份有限公司、山億新能源股份有限公司、SIEMENS中國分公司、北京科諾偉業科技有限公司、湖北追日新能源技術有限公司;光伏系統用薄膜電容器廣泛的用作保護器件,用于保護設備和人員。同時也逐漸成為濾波電容的一種解決方案。 在光伏逆變器上的應用機密-僅供內部使用因為薄膜電容器具有耐壓高、紋波電流大、雜散電感小、等效串聯電阻小、使用壽命長等特點。 在光伏逆變器上的應用機密-僅供內部使用風能變流器的結構與工作原理:變流器是使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或特性發生變化的電器設備。風能變流器技術指標1.要求優異的控制性能。 2.要求具有良好的電網適應能力。 3.要求具有完備的保護功能4.具有高可靠性,適應高低溫、高海拔等惡劣地區運行。風能變流器的功能1、自動運行和停機功能2、提供實時監控功能。風能變流器的行業發展情況 :目前已經形成1.5MW產能的企業主要有清能華福,科諾偉業,陽光電源,禾望電氣,南車時代等 在風能變流器上的應用機密-僅供內部使用風能變流器的結構與工作原理圖變流器 主回路系統原理圖 在風能變流器上的應用薄膜電容器的工藝流程.薄膜電容和電解電容分析比較: 1、電性能(從產品設計及結構上進行分析) 電解電容采用的是隱箔式有感卷繞結構,而薄膜電容采用的是金 屬化薄膜無感卷繞結構,如下圖所示: 電解電容展開示意圖從上面的電解電容和薄膜電容的結構示意圖可以看出:電解電容 屬有感式卷繞,電流的流向路程遠(等于電解鋁箔的長度),造成電 解電容的 ESL 和 ESR 較大,所以在經受大的紋波電流時發熱嚴重; 而薄膜電容采用的是無感式卷繞,電流的流向路程短(等于薄膜的寬 度),薄膜電容的 ESL 和 ESR 極小,所以能承受大的紋波電流而不發熱。 2、壽命對比 電解電容的壽命一般只有 2000~3000 小時,而長壽命的也只 有 5000~6000 小時,而且容易發生漏液和存在保質期;而薄膜電 容壽命一般是 100000 小時以上,而且是干式和無保質期限;下面 是薄膜電容的壽命曲線圖: 三、C3:AC濾波電容:在變流器中的功能主要是濾除IGBT逆變器產生的高頻紋波,使變流器并網時有一個符合要求的正弦波電壓。 電壓選擇:跟據客戶的變流器輸出電壓來選擇,電容額定電壓不低于客戶使用電壓。 容量選擇:根據客戶要求;一般選擇容量時,符合濾波電容和電感的諧振點在載波頻率的1/4~1/5的條件時,濾波效果較好。 1.DC平滑濾波時紋波峰電壓值不超過200V比較合適。2.IGBT導通的時的高頻紋波電壓≤100V3.在橋式整流電路中,與IGBT使用最近電容的溫升不應超過20℃. 4.在容量的選取考慮平滑濾波紋波電壓和高頻紋波電壓的大小。5.要考慮過有效電流能力和過脈沖電流沖擊能力。6.DT(溫升)要控制,注意產品的熱平衡,(溫升控制在10 ℃以下最好)7.過流/短路保護(特別是AC電容)8.拆裝電容時確保電容器已放電干凈。。。薄膜電容器使用注意事項:常見的失效模式電容器擊穿 a.電介質材料有疵點或缺陷,或含有導電雜質或導電粒子; b.電介質的電老化(耐壓不夠)與熱老化(電流過大,溫升過高); c. 介質過度“自愈“,引起熱擊穿; d.電介質,電極在電容器制造過程中受到機械損(2) 電容器開路 a.引出線與電極接觸不良,焊接不牢 .
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