이번 주에는 DC-link 커패시터에 전해 커패시터 대신 필름 커패시터를 사용하는 방법을 분석해 보겠습니다.이 글은 두 부분으로 나누어질 것이다.

에너지 신산업의 발전에 따라 가변전류 기술이 널리 사용되고 있으며, DC-Link 커패시터는 선택을 위한 핵심 소자 중 하나로 특히 중요합니다.DC 필터에 사용되는 DC-Link 커패시터는 일반적으로 대용량, 고전류 처리, 고전압 등이 요구된다. 본 논문에서는 필름 커패시터와 전해 커패시터의 특성을 비교하고 관련 응용 분석을 통해 높은 동작 전압을 요구하는 회로 설계에 있어서, 높은 리플 전류(Irms), 과전압 요구 사항, 전압 역전, 높은 돌입 전류(dV/dt) 및 긴 수명.금속 증착 기술과 필름 커패시터 기술의 발전으로 인해 향후 성능과 가격 측면에서 필름 커패시터는 설계자에게 전해 커패시터를 대체하는 트렌드가 될 것입니다.

다양한 국가에서 에너지 신관련 정책이 도입되고 에너지 신산업이 발전함에 따라 이 분야 관련 산업의 발전은 새로운 기회를 가져오고 있습니다.그리고 필수 업스트림 관련 제품 산업인 커패시터도 새로운 개발 기회를 얻었습니다.신에너지 및 신에너지 차량에서 커패시터는 컨버터의 수명을 결정하는 에너지 제어, 전력 관리, 전력 인버터 및 DC-AC 변환 시스템의 핵심 구성 요소입니다.그러나 인버터에서는 DC 전원을 입력 전원으로 사용하는데, 이는 DC 버스를 통해 인버터와 연결되는데 이를 DC-Link 또는 DC 지원이라고 합니다.인버터는 DC-Link로부터 높은 RMS와 피크 펄스 전류를 받기 때문에 DC-Link에 높은 펄스 전압이 발생하여 인버터가 견디기가 어렵습니다.따라서 DC-링크로부터 높은 펄스 전류를 흡수하고 인버터의 높은 펄스 전압 변동이 허용 범위 내에 있는 것을 방지하기 위해 DC-링크 커패시터가 필요합니다.반면에 DC 링크의 전압 오버슈트 및 일시적인 과전압으로 인해 인버터가 영향을 받는 것도 방지합니다.

신에너지(풍력 발전 및 태양광 발전 포함) 및 신에너지 차량 모터 구동 시스템에서 DC-링크 커패시터 사용에 대한 개략도가 그림 1과 2에 나와 있습니다.

그림 1은 풍력 변환기 회로 토폴로지를 보여줍니다. 여기서 C1은 DC-링크(일반적으로 모듈에 통합됨), C2는 IGBT 흡수, C3은 LC 필터링(네트 측), C4 로터 측 DV/DT 필터링입니다.그림 2는 PV 전력 변환기 회로 기술을 보여줍니다. 여기서 C1은 DC 필터링, C2는 EMI 필터링, C4는 DC-Link, C6은 LC 필터링(그리드 측), C3은 DC 필터링, C5는 IPM/IGBT 흡수입니다.그림 3은 신에너지 자동차 시스템의 메인 모터 구동 시스템을 보여주며, C3은 DC-Link이고 C4는 IGBT 흡수 커패시터이다.

위에서 언급한 신에너지 애플리케이션에 있어서 DC-Link 커패시터는 풍력 발전 시스템, 태양광 발전 시스템 및 신에너지 자동차 시스템에서 높은 신뢰성과 긴 수명을 위해 핵심 장치로서 요구되므로 이들의 선택이 특히 중요합니다.DC-Link 커패시터 적용 시 필름 커패시터와 전해 커패시터의 특성을 비교하고 분석한 내용은 다음과 같습니다.

1.기능 비교

1.1 필름 커패시터

필름 금속화 기술의 원리가 처음으로 소개되었습니다. 즉, 충분히 얇은 금속 층이 박막 매체 표면에서 기화됩니다.매체에 결함이 있는 경우 층이 증발하여 결함 지점을 격리하여 보호할 수 있습니다. 이러한 현상을 자가 치유라고 합니다.

그림 4는 금속 분자가 부착될 수 있도록 박막 매체를 기화하기 전에 전처리(다른 코로나)하는 금속화 코팅의 원리를 보여줍니다.진공상태에서 고온(알루미늄은 1400~1600℃, 아연은 400~600℃)에서 용해되어 금속이 증발하며, 냉각된 피막(피막 냉각온도)을 만나면 피막 표면에 금속증기가 응결됩니다. -25℃ ~ -35℃), 금속 코팅을 형성합니다.금속화 기술의 발전으로 단위 두께당 필름 유전체의 절연 내력이 향상되었으며 건식 기술의 펄스 또는 방전 적용을 위한 커패시터 설계는 500V/μm에 도달할 수 있으며 DC 필터 적용을 위한 커패시터 설계는 250V에 도달할 수 있습니다. /μm.DC-Link 커패시터는 후자에 속하며 전력 전자 응용 분야에 대한 IEC61071에 따르면 커패시터는 더 심한 전압 충격을 견딜 수 있으며 정격 전압의 2배에 도달할 수 있습니다.

따라서 사용자는 설계에 필요한 정격 작동 전압만 고려하면 됩니다.금속화 필름 커패시터는 ESR이 낮아 더 큰 리플 전류를 견딜 수 있습니다.낮은 ESL은 인버터의 낮은 인덕턴스 설계 요구 사항을 충족하고 스위칭 주파수에서 발진 효과를 줄입니다.

필름 유전체의 품질, 금속화 코팅의 품질, 커패시터 설계 및 제조 공정에 따라 금속화 커패시터의 자가 치유 특성이 결정됩니다.제조되는 DC-Link 커패시터에 사용되는 필름 유전체는 주로 OPP 필름입니다.

1.2장의 내용은 다음 주 기사에 게재됩니다.