השבוע אנחנו הולכים לנתח את השימוש בקבלי סרט במקום קבלים אלקטרוליטיים בקבלים עם קישור DC.מאמר זה יחולק לשני חלקים.

עם התפתחותה של תעשיית אנרגיה חדשה, נעשה שימוש נפוץ בטכנולוגיית זרם משתנה בהתאם, וקבלי DC-Link חשובים במיוחד כאחד מההתקנים המרכזיים לבחירה.קבלי DC-Link במסנני DC דורשים בדרך כלל קיבולת גדולה, עיבוד זרם גבוה ומתח גבוה וכו'. על ידי השוואת המאפיינים של קבלי סרט וקבלים אלקטרוליטיים וניתוח היישומים הקשורים, מאמר זה מגיע למסקנה שבעיצובי מעגלים הדורשים מתח הפעלה גבוה, זרם אדווה גבוה (Irms), דרישות מתח יתר, היפוך מתח, זרם פריצה גבוה (dV/dt) וחיים ארוכים.עם הפיתוח של טכנולוגיית שקיעת אדים מתכתית וטכנולוגיית קבלי סרט, קבלי סרט יהפכו למגמה של מעצבים להחליף קבלים אלקטרוליטיים במונחים של ביצועים ומחיר בעתיד.

עם הצגת מדיניות חדשה הקשורה לאנרגיה ופיתוח תעשיית אנרגיה חדשה במדינות שונות, ההתפתחות של תעשיות קשורות בתחום זה הביאה הזדמנויות חדשות.וקבלים, כתעשיית מוצרים חיונית הקשורה במעלה הזרם, צברו גם הזדמנויות פיתוח חדשות.ברכבי אנרגיה חדשים ואנרגיה חדשים, קבלים הם מרכיבי מפתח בבקרת אנרגיה, ניהול צריכת חשמל, מהפך מתח ומערכות המרת DC-AC שקובעות את חיי הממיר.עם זאת, במהפך, מתח DC משמש כמקור המתח המבוא, המחובר למהפך באמצעות אפיק DC, הנקרא DC-Link או DC Support.מכיוון שהמהפך מקבל RMS גבוהים וזרמי פולסים גבוהים מה-DC-Link, הוא מייצר מתח פולס גבוה על ה-DC-Link, מה שמקשה על עמידתו של המהפך.לכן, יש צורך בקבל DC-Link כדי לספוג את זרם הדופק הגבוה מה-DC-Link ולמנוע את תנודת המתח הגבוהה של המהפך בטווח המקובל;מצד שני, זה גם מונע מהממירים להיות מושפעים מהחרפת המתח וממתח יתר חולף ב-DC-Link.

הדיאגרמה הסכמטית של השימוש בקבלים DC-Link באנרגיה חדשה (כולל ייצור כוח רוח וייצור חשמל פוטו-וולטאי) ומערכות הנעה חדשות לרכבי אנרגיה מוצגים באיורים 1 ו-2.

איור 1 מציג את הטופולוגיה של מעגל ממיר כוח הרוח, כאשר C1 הוא DC-Link (משולב בדרך כלל במודול), C2 הוא קליטת IGBT, C3 הוא סינון LC (צד נטו), וסינון DV/DT בצד הרוטור C4.איור 2 מציג את טכנולוגיית מעגל ממיר הספק PV, כאשר C1 הוא סינון DC, C2 הוא סינון EMI, C4 הוא DC-Link, C6 הוא סינון LC (צד הרשת), C3 הוא סינון DC ו-C5 הוא קליטת IPM/IGBT.איור 3 מציג את מערכת ההנעה הראשית של המנוע במערכת רכבי האנרגיה החדשה, כאשר C3 הוא DC-Link ו-C4 הוא קבל ספיגה IGBT.

ביישומי האנרגיה החדשים שהוזכרו לעיל, קבלים של DC-Link, כהתקן מפתח, נדרשים לאמינות גבוהה וחיים ארוכים במערכות ייצור כוח רוח, מערכות לייצור חשמל פוטו וולטאי ומערכות רכבי אנרגיה חדשים, ולכן בחירתם חשובה במיוחד.להלן השוואה בין המאפיינים של קבלי סרט וקבלים אלקטרוליטיים וניתוחם ביישום קבלי DC-Link.

1. השוואת תכונות

1.1 קבלי סרט

העיקרון של טכנולוגיית מתכת הסרט מוצג לראשונה: שכבה דקה מספיק של מתכת מתאדה על פני המדיה של הסרט הדק.בנוכחות פגם בתווך, השכבה מסוגלת להתאדות ובכך לבודד את המקום הפגום לצורך הגנה, תופעה המכונה ריפוי עצמי.

איור 4 מציג את העיקרון של ציפוי מתכת, שבו אמצעי הסרט הדק עובר טיפול מוקדם (קורונה אחרת) לפני אידוי כך שמולקולות מתכת יכולות להיצמד אליה.המתכת מתאדה על ידי המסה בטמפרטורה גבוהה תחת ואקום (1400 ℃ עד 1600 ℃ עבור אלומיניום ו-400 ℃ עד 600 ℃ עבור אבץ), ואדי המתכת מתעבים על פני הסרט כאשר הוא פוגש את הסרט המקורר (טמפרטורת קירור הסרט -25 ℃ עד -35 ℃), ובכך יוצרים ציפוי מתכת.הפיתוח של טכנולוגיית מתכת שיפרה את החוזק הדיאלקטרי של הדיאלקטרי הסרט ליחידת עובי, ועיצוב הקבלים ליישום דופק או פריקה של טכנולוגיה יבשה יכול להגיע ל-500V/µm, ועיצוב הקבל ליישום מסנן DC יכול להגיע ל-250V /µm.קבל DC-Link שייך לאחרון, ועל פי IEC61071 עבור יישומי אלקטרוניקה קבלים יכולים לעמוד בהלם מתח חמור יותר, ויכול להגיע פי 2 מהמתח הנקוב.

לכן, המשתמש צריך רק לשקול את מתח ההפעלה המדורג הנדרש לתכנון שלהם.קבלים סרטים מתכתיים הם בעלי ESR נמוך, המאפשר להם לעמוד בפני זרמי אדווה גדולים יותר;ה-ESL התחתון עונה על דרישות תכנון השראות הנמוכות של ממירים ומפחית את אפקט התנודה בתדרי מיתוג.

איכות הדיאלקטרי של הסרט, איכות ציפוי המתכת, עיצוב הקבלים ותהליך הייצור קובעים את מאפייני הריפוי העצמי של הקבלים המתכתים.הדיאלקטרי הסרט המשמש עבור קבלים של DC-Link המיוצרים הוא בעיקר סרט OPP.

תוכן פרק 1.2 יתפרסם במאמר בשבוע הבא.