Análise das características de perda dielétrica e sua influência nos capacitores de filmes tampão IGBT

1. Mecanismo de perda dielétrica
Quando o capacitor de filme de abatestação IGBT está em um campo elétrico externo, o material isolante (isto é, dielétrico de filme), ele absorve e espalha o sinal no campo elétrico. Esse processo não apenas causa a perda de energia do sinal, mas também é acompanhado pela conversão e dissipação de energia. Essa energia consumida por unidade de tempo devido ao campo elétrico é chamada de energia de perda do dielétrico ou perda dielétrica para abreviar. A geração de perda dielétrica decorre principalmente das características microestruturais dentro do material isolante e do processo de polarização sob a ação do campo elétrico.

Sob a ação do campo elétrico, os dipolos dentro do material isolante serão orientados e polarizados. No entanto, como o movimento dos dipolos precisa superar uma certa resistência, o processo de polarização não é concluído instantaneamente, mas há um certo efeito de histerese. Esse efeito de histerese faz com que a energia do campo elétrico seja perdida no processo de conversão em energia térmica, isto é, perda dielétrica.

2. A influência da perda dielétrica no desempenho do capacitor
A perda dielétrica tem muitos efeitos no desempenho de Capacitores de filmes de atrevidos IGBT . Primeiro, a perda dielétrica faz com que o capacitor aqueça durante a operação e aumente sua temperatura interna. Se a temperatura continuar aumentando, ela não apenas reduzirá o desempenho do isolamento do capacitor, mas também poderá causar o envelhecimento térmico do material dielétrico, reduzindo assim a vida útil do serviço do capacitor.

Em segundo lugar, a perda dielétrica aumentará a resistência à série equivalente (ESR) do capacitor e reduzirá a taxa de utilização efetiva de seu valor de capacitância. Isso fará com que o desempenho do capacitor se deteriore sob aplicativos de alta frequência, afetando a velocidade de comutação e a eficiência do IGBT. Ao mesmo tempo, o aumento da VHS também pode causar ressonância no circuito e interferir na operação normal do circuito.

Além disso, a perda dielétrica excessiva também pode causar falha de quebra de capacitores. Quando a perda dielétrica faz com que a temperatura interna do capacitor seja muito alta, o desempenho do isolamento do material isolante cairá acentuadamente. Nesse momento, se a tensão suportada pelo capacitor exceder seu valor de tensão nominal, poderá causar uma falha de quebra, resultando em danos ao capacitor e até causar uma falha de curto-circuito do sistema de circuito.

3. Medidas para reduzir a perda dielétrica
A fim de reduzir a perda dielétrica do capacitor de filmes de amortecimento IGBT e melhorar sua estabilidade de desempenho, as seguintes medidas podem ser tomadas:

Selecione Materiais dielétricos de baixa perda: a seleção de materiais isolantes com características de baixa perda como a camada dielétrica do capacitor pode reduzir efetivamente a perda dielétrica.
Otimizar a estrutura do capacitor: ao otimizar o projeto estrutural do capacitor, como aumentar a espessura da camada dielétrica e melhorar a interface de contato entre o eletrodo e o dielétrico, a perda dielétrica pode ser reduzida e a estabilidade do capacitor pode ser melhorada.
Controle o ambiente de trabalho: manter a estabilidade do ambiente de trabalho do capacitor e evitar a influência de fatores adversos, como temperatura excessiva e umidade excessiva, pode ajudar a reduzir a perda dielétrica e prolongar a vida útil do capacitor.
Inspeção e manutenção regulares: Inspeção e manutenção regulares do capacitor para detectar e lidar prontamente com possíveis riscos de falhas podem garantir a operação estável a longo prazo do capacitor.