Karong semanaha, atong ipadayon ang artikulo sa miaging semana.

1.2 Mga electrolytic capacitor

Ang dielectric nga gigamit sa electrolytic capacitors mao ang aluminum oxide nga naporma pinaagi sa corrosion sa aluminum, nga adunay dielectric constant nga 8 ngadto sa 8.5 ug working dielectric strength nga mga 0.07V/A (1µm=10000A). Apan, dili posible nga makab-ot ang ingon nga gibag-on. Ang gibag-on sa aluminum layer makapakunhod sa capacity factor (specific capacitance) sa electrolytic capacitors tungod kay ang aluminum foil kinahanglan nga i-etch aron maporma ang aluminum oxide film aron makakuha og maayong energy storage characteristics, ug ang nawong maporma og daghang dili patas nga mga nawong. Sa laing bahin, ang resistivity sa electrolyte kay 150Ωcm para sa low voltage ug 5kΩcm para sa high voltage (500V). Ang mas taas nga resistivity sa electrolyte naglimite sa RMS current nga maantos sa electrolytic capacitor, kasagaran ngadto sa 20mA/µF.

Tungod niini nga mga hinungdan, ang mga electrolytic capacitor gidisenyo alang sa labing taas nga boltahe nga 450V nga tipikal (ang ubang indibidwal nga mga tiggama nagdisenyo alang sa 600V). Busa, aron makakuha og mas taas nga boltahe, kinahanglan nga makab-ot kini pinaagi sa pagkonektar sa mga capacitor sa serye. Bisan pa, tungod sa kalainan sa insulation resistance sa matag electrolytic capacitor, usa ka resistor ang kinahanglan nga konektado sa matag capacitor aron mabalanse ang boltahe sa matag series connected capacitor. Dugang pa, ang mga electrolytic capacitor mga polarized device, ug kung ang gigamit nga reverse voltage molapas sa 1.5 ka pilo sa Un, usa ka electrochemic reaction ang mahitabo. Kung ang gigamit nga reverse voltage igo na ang gitas-on, ang capacitor mogawas. Aron malikayan kini nga panghitabo, usa ka diode ang kinahanglan nga konektado tupad sa matag capacitor kung kini gigamit. Gawas pa, ang voltage surge resistance sa mga electrolytic capacitor kasagaran 1.15 ka pilo sa Un, ug ang mga maayo mahimong moabot sa 1.2 ka pilo sa Un. Busa ang mga tigdesinyo kinahanglan nga mokonsiderar dili lamang sa steady-state working voltage apan lakip usab ang surge voltage kung gamiton kini. Sa katingbanan, ang mosunod nga lamesa sa pagtandi tali sa mga film capacitor ug electrolytic capacitor mahimong idrowing, tan-awa ang Fig.1.

2. Pag-analisar sa Aplikasyon

Ang mga DC-Link capacitor isip mga filter nanginahanglan og taas nga kuryente ug taas nga kapasidad nga mga disenyo. Usa ka pananglitan mao ang main motor drive system sa usa ka bag-ong sakyanan sa enerhiya sama sa gihisgutan sa Fig.3. Niini nga aplikasyon, ang capacitor adunay papel sa decoupling ug ang circuit adunay taas nga operating current. Ang film DC-Link capacitor adunay bentaha nga makasugakod sa dagkong operating currents (Irms). Kuhaa ang 50~60kW nga mga parameter sa bag-ong sakyanan sa enerhiya isip pananglitan, ang mga parameter mao ang mosunod: operating voltage 330 Vdc, ripple voltage 10Vrms, ripple current 150Arms@10KHz.

Dayon ang minimum nga kapasidad sa kuryente gikalkulo sama sa mosunod:

Sayon ra kini ipatuman para sa disenyo sa film capacitor. Kon gamiton ang electrolytic capacitors, kon 20mA/μF ang ikonsiderar, ang minimum capacitance sa electrolytic capacitors gikalkulo aron matuman ang mga parametro sa ibabaw sama sa mosunod:

Nagkinahanglan kini og daghang electrolytic capacitors nga parallel connected aron makuha kini nga capacitance.

Sa mga aplikasyon sa over-voltage, sama sa light rail, electric bus, subway, ug uban pa. Tungod kay kini nga mga kuryente konektado sa locomotive pantograph pinaagi sa pantograph, ang kontak tali sa pantograph ug pantograph dili magkasinabot atol sa pagbiyahe sa transportasyon. Kung ang duha dili magkontak, ang suplay sa kuryente gisuportahan sa DC-L ink capacitor, ug kung ang kontak mabalik, ang over-voltage mamugna. Ang pinakagrabe nga kaso mao ang kompleto nga pag-discharge sa DC-Link capacitor kung ma-disconnect, diin ang discharge voltage katumbas sa pantograph voltage, ug kung ang kontak mabalik, ang resulta nga over-voltage hapit doble sa rated nga operating Un. Para sa mga film capacitor, ang DC-Link capacitor mahimong madumala nga wala’y dugang nga konsiderasyon. Kung ang mga electrolytic capacitor ang gamiton, ang over-voltage kay 1.2Un. Kuhaa ang Shanghai metro isip pananglitan. Un=1500Vdc, para sa electrolytic capacitor nga ikonsiderar ang boltahe mao ang:

Dayon ang unom ka 450V capacitors kinahanglan nga ikonektar nga serye. Kung ang disenyo sa film capacitor gamiton sa 600Vdc ngadto sa 2000Vdc o bisan 3000Vdc, dali ra kining makab-ot. Dugang pa, ang enerhiya sa kaso sa hingpit nga pag-discharge sa capacitor nagporma og short circuit discharge tali sa duha ka electrodes, nga makamugna og dako nga inrush current pinaagi sa DC-Link capacitor, nga kasagaran lahi alang sa mga electrolytic capacitor aron matuman ang mga kinahanglanon.

Dugang pa, kon itandi sa mga electrolytic capacitor, ang mga DC-Link film capacitor mahimong idisenyo aron makab-ot ang ubos kaayo nga ESR (kasagaran ubos sa 10mΩ, ug mas ubos pa gani sa <1mΩ) ug self-inductance LS (kasagaran ubos sa 100nH, ug sa pipila ka mga kaso ubos sa 10 o 20nH). Kini nagtugot sa DC-Link film capacitor nga ma-install direkta sa IGBT module kon gamiton, nga nagtugot sa bus bar nga ma-integrate sa DC-Link film capacitor, sa ingon mawagtang ang panginahanglan alang sa usa ka dedicated IGBT absorber capacitor kon mogamit og film capacitor, nga makadaginot sa tigdesinyo og dakong kantidad sa kwarta. Ang Fig.2. ug 3 nagpakita sa teknikal nga mga detalye sa pipila ka mga produkto sa C3A ug C3B.

3. Konklusyon

Sa unang mga adlaw, ang mga DC-Link capacitor kasagaran mga electrolytic capacitor tungod sa gasto ug gidak-on nga gikonsiderar.

Apan, ang mga electrolytic capacitor apektado sa kapasidad sa pagsukol sa boltahe ug kuryente (mas taas nga ESR kon itandi sa mga film capacitor), busa kinahanglan nga ikonektar ang daghang electrolytic capacitor nga serye ug parallel aron makakuha og dako nga kapasidad ug matubag ang mga kinahanglanon sa paggamit sa taas nga boltahe. Dugang pa, kon hunahunaon ang volatilization sa electrolyte material, kinahanglan kini nga ilisan kanunay. Ang mga bag-ong aplikasyon sa enerhiya kasagaran nanginahanglan og kinabuhi sa produkto nga 15 ka tuig, busa kinahanglan kini nga ilisan 2 hangtod 3 ka beses niining panahona. Busa, adunay dakong gasto ug kahasol sa serbisyo pagkahuman sa pagbaligya sa tibuok makina. Uban sa pag-uswag sa teknolohiya sa metallization coating ug teknolohiya sa film capacitor, posible nga makahimo og mga high-capacity DC filter capacitor nga adunay boltahe gikan sa 450V hangtod 1200V o mas taas pa gamit ang ultra-thin OPP film (ang pinakanipis nga 2.7µm, bisan 2.4µm) gamit ang teknolohiya sa safety film vaporization. Sa laing bahin, ang paghiusa sa DC-Link capacitors sa bus bar naghimo sa disenyo sa inverter module nga mas compact ug dako nga nagpamenos sa stray inductance sa circuit aron ma-optimize ang circuit.