Análise de aplicação de capacitores de filme que substitui os capacitores eletrolíticos em capacitores de link dc

Com o rápido desenvolvimento da nova indústria de energia, a tecnologia de conversão de energia tem sido amplamente aplicada em campos como energia eólica, geração de energia fotovoltaica e novos veículos energéticos. Como um componente-chave nesses sistemas, o desempenho dos capacitores de link DC afeta diretamente a confiabilidade e a vida útil de todo o sistema. Tradicionalmente, os capacitores eletrolíticos eram amplamente utilizados devido ao seu menor custo, mas suas limitações em cenários de alta tensão, alta corrente e longa videncia tornaram-se cada vez mais aparentes. Por outro lado, os capacitores de filmes, com seu desempenho superior, estão emergindo como uma alternativa ideal.

Comparação de desempenho

Os capacitores de filme utilizam a tecnologia de deposição metalizada, onde uma camada de metal é vaporizada em um dielétrico de filme para obter propriedades autocorrefas, isolar defeitos e aumentar a confiabilidade. Eles exibem alta resistência dielétrica (até 250V/µm para filtragem CC), podem suportar aumentos de tensão até o dobro do valor nominal e apresentam baixa ESR (normalmente abaixo de 10mΩ) e baixa ESL, tornando -os adequados para aplicações de alta corrente (IRMS) e DV/dt alto. Além disso, os capacitores de filme não são polarizados, tolerantes à tensão reversa e oferecem uma vida útil superior a 15 anos sem substituições frequentes.

Os capacitores eletrolíticos dependem de dielétricos de óxido de alumínio e eletrólitos líquidos. Sua força dielétrica é relativamente baixa (cerca de 0,07V/Å), com uma tensão de trabalho máxima normalmente limitada a 450V. As tensões mais altas requerem conexões em série, juntamente com resistores e diodos adicionais para equilibrar a tensão e impedir a quebra reversa. Seus limites de ESR mais altos o manuseio da corrente ondulante (cerca de 20mA/µF) e o eletrólito volátil diminui sua vida útil, necessitando de manutenção regular em novas aplicações de energia.

Vantagens de aplicação

Em novos veículos energéticos, por exemplo, os capacitores de Link DC devem lidar com a tensão de trabalho de 330VDC e a corrente de 150ms da ondulação. Os capacitores de filme atendem a esses requisitos sem esforço, enquanto os capacitores eletrolíticos exigem várias unidades paralelas, aumentando a complexidade e o tamanho do sistema. Nos cenários de sobretensão (por exemplo, trânsito ferroviário), os capacitores de filme podem suportar sobretensões instantâneas de 2UN, enquanto os capacitores eletrolíticos toleram apenas 1,2UN, exigindo mais unidades de série e reduzindo a confiabilidade.

Conclusão

Com os avanços na tecnologia de metalização e reduções de custos, os capacitores de filmes demonstram vantagens significativas em aplicações de alta tensão, alta corrente de ondulação e de longo prazo. Seus projetos compactos (por exemplo, barramentos integrados) reduzem ainda mais a indutância perdida e melhoram a eficiência do sistema. Assim, no novo setor de energia, a substituição dos capacitores eletrolíticos por capacitores de filmes se tornou uma tendência irreversível.