当今,工业领域的电力电子对元器件的选择有了更高的要求,无论是电气特性方面还是环境的操作条件的要求。电容器也不例外,产品的可靠性越来越成为关键。
在电力电子应用中,薄膜电容器比其他电容器更具有优势。大电流、低感抗、灵活的设计、多种安装方式、电气特性的稳定性、可靠性和长寿命这些优点,使得薄膜电容器更适合于电力电子的设计方案。在过去多年的发展中,使用金属化膜以及膜上金属分割技术的DC
薄膜电容具有的许多优势,使它替代电解电容,这些优点包括了:
承受高的有效电流的能力
能承受两倍于额定电压的过压
能承受反向电压
承受高峰值电流的能力
长寿命,可长时间存储
但是,这种替代并非“微法对微法”的替代,而是功能上的替代.
当然,尽管膜电容技术有了长足的进展,但不是所有的应用领域都能替代电解电容。如果设计要求为低电压、低有效电流、无反向电压,同时也没有峰值电流,薄膜电容技术不合适。
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几乎所有的电力电子直流链支撑滤波都可以使用薄膜电容替代电解电容,包括变频器、机车牵引、逆变焊机、电镀电源、高频感应、太阳能和风力发电并网变流器等。以下为典型的3
1,
薄膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容的主要标准是有效值电流的承受能力。这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计以电车为例,
有效值电流:
2.电网供电的变频器,或太阳能、风力发电交流整流后的直流链支撑:
3,需过压要求的直流链支撑,如:地铁,轻轨,电车等轻型牵引的应用。在接触断开时,能量来自直流支撑电容,结果,电压降低。因此,
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薄膜电容允许有很长的寿命期望,其寿命的长短由负载电压条件(工作电压)与热点温度决定。,在工作电压为额定电压并且热点温度为70°C
薄膜电容器无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应宽广),而且介质损失很小。基于以上的优点,所以薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。尤其是在信号交连的部份,必须使用频率特性良好,介质损失极低的电容器,方能确保信号在传送时,不致有太大的失真情形发生。在所有的塑料薄膜电容当中,又以聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为显著,当然这两种电容器的价格也比较高。然而近年来音响器材为了提升声音的品质,所采用的零件材料已愈来愈高级,价格并非最重要的考量因素,所以近年来PP电容和PS电容被使用在音响器材的频率与数量也愈来愈高。
薄膜電容器是將鋁等金屬箔當成電極和塑料薄膜重疊後卷繞在一起制成。或者是在塑料薄膜上以真空蒸鍍上一層很薄的金屬以做爲電極。省去了電極箔的厚度,縮小電容器單位容量的體積,所以薄膜電容器較容易做成小型,容量大的電容。
不能单单用膜的厚度来评论质量好坏,薄膜电容的薄膜(一般说来)又分镀金属薄膜,基膜(也称白膜)。白膜一般分聚丙烯和聚酯两种。通常聚酯是不用来做电介质的。大家知道,电介质(白膜)越厚,所承受的电压就越高,反之,所承受的电压就越低。通常电容的薄膜还与金属镀层有关,金属镀层越厚,过电流能力就越强,然而导致的后果就是发热量越大。反之则过电流能力越弱,发热量越低。其实考虑电容的质量要综合考虑,不能单凭一两点来说明的。