Phân tích ứng dụng của tụ điện phim thay thế các tụ điện điện phân trong các tụ điện liên kết DC

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp năng lượng mới, công nghệ chuyển đổi năng lượng đã được áp dụng rộng rãi trên các lĩnh vực như năng lượng gió, sản xuất điện quang điện và phương tiện năng lượng mới. Là một thành phần chính trong các hệ thống này, hiệu suất của các tụ điện liên kết DC ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ của toàn bộ hệ thống. Theo truyền thống, các tụ điện điện phân được sử dụng rộng rãi do chi phí thấp hơn, nhưng những hạn chế của chúng trong các kịch bản điện áp cao, hiện tại cao và dài ngày càng trở nên rõ ràng. Ngược lại, các tụ điện phim, với hiệu suất vượt trội của họ, đang nổi lên như một sự thay thế lý tưởng.

So sánh hiệu suất

Các tụ điện phim sử dụng công nghệ lắng đọng kim loại, trong đó một lớp kim loại được bốc hơi lên điện môi màng để đạt được các đặc tính tự phục hồi, cô lập các khiếm khuyết và tăng cường độ tin cậy. Chúng thể hiện cường độ điện môi cao (lên tới 250V/Pha cho lọc DC), có thể chịu được điện áp tăng lên đến gấp đôi giá trị định mức và có ESR thấp (thường là dưới 10mΩ) và ESL thấp, làm cho chúng phù hợp với dòng điện gợn cao (IRMS) và các ứng dụng DV/DT cao. Ngoài ra, các tụ điện phim không phân cực, chịu được điện áp ngược và mang lại tuổi thọ vượt quá 15 năm mà không thay thế thường xuyên.

Tụ điện điện phân dựa trên điện môi oxit nhôm và chất điện giải lỏng. Cường độ điện môi của chúng tương đối thấp (khoảng 0,07V/Å), với điện áp làm việc tối đa thường giới hạn ở 450V. Điện áp cao hơn yêu cầu các kết nối loạt, cùng với các điện trở và điốt bổ sung để cân bằng điện áp và ngăn chặn sự cố ngược. Giới hạn ESR cao hơn của họ Ripple Xử lý dòng điện (khoảng 20mA/PhaF) và chất điện phân dễ bay hơi rút ngắn tuổi thọ của chúng, đòi hỏi phải duy trì thường xuyên trong các ứng dụng năng lượng mới.

Ưu điểm ứng dụng

Ví dụ, trong các phương tiện năng lượng mới, các tụ điện liên kết DC phải xử lý điện áp làm việc 330VDC và dòng điện gợn 150arm. Tụ điện phim đáp ứng các yêu cầu này một cách dễ dàng, trong khi các tụ điện điện phân đòi hỏi nhiều đơn vị song song, tăng độ phức tạp và kích thước hệ thống. Trong các kịch bản quá điện áp (ví dụ: quá cảnh đường sắt), các tụ điện phim có thể chịu đựng quá áp tức thời của 2UN, trong khi các tụ điện điện phân chỉ chịu được 1,2UN, đòi hỏi nhiều đơn vị hơn và giảm độ tin cậy.

Phần kết luận

Với những tiến bộ trong công nghệ luyện kim và giảm chi phí, các tụ điện phim thể hiện những lợi thế đáng kể trong điện áp cao, dòng điện gợn cao và các ứng dụng dài hạn. Các thiết kế nhỏ gọn của họ (ví dụ, các buckbar tích hợp) làm giảm thêm độ tự cảm đi lạc và cải thiện hiệu quả hệ thống. Do đó, trong lĩnh vực năng lượng mới, việc thay thế các tụ điện điện phân bằng tụ điện phim đã trở thành một xu hướng không thể đảo ngược.