การวิเคราะห์แอปพลิเคชันของตัวเก็บประจุฟิล์มแทนที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ในตัวเก็บประจุ DC-link

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่เทคโนโลยีการแปลงพลังงานได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในสาขาเช่นพลังงานลมการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และยานพาหนะพลังงานใหม่ ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบเหล่านี้ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ DC-Link ส่งผลกระทบโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของระบบทั้งหมด ตามเนื้อผ้าตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากต้นทุนที่ต่ำกว่า แต่ข้อ จำกัด ของพวกเขาในสถานการณ์แรงดันสูงกระแสสูงปัจจุบันและสถานการณ์ที่มีใบปลิวยาวนานขึ้นเรื่อย ๆ ในทางตรงกันข้ามตัวเก็บประจุฟิล์มที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าของพวกเขากำลังกลายเป็นทางเลือกที่เหมาะ

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

ตัวเก็บประจุของฟิล์มใช้เทคโนโลยีการสะสมโลหะซึ่งชั้นโลหะถูกระเหยกลายเป็นไออิเล็กทริกฟิล์มเพื่อให้ได้คุณสมบัติการรักษาตัวเองแยกข้อบกพร่องและเพิ่มความน่าเชื่อถือ พวกเขาแสดงความแข็งแรงของอิเล็กทริกสูง (สูงสุด 250V/µm สำหรับการกรอง DC) สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นถึงสองเท่าของค่าที่ได้รับการจัดอันดับและมี ESR ต่ำ (โดยทั่วไปต่ำกว่า10mΩ) และ ESL ต่ำ นอกจากนี้ตัวเก็บประจุของฟิล์มนั้นไม่ได้เป็นโพลาไรซ์ทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับและเสนออายุการใช้งานเกิน 15 ปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนบ่อยครั้ง

ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติกขึ้นอยู่กับอิเล็กทรัมไดอิเล็กทริกอลูมิเนียมและอิเล็กโทรไลต์เหลว ความแข็งแรงของอิเล็กทริกของพวกเขาค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 0.07V/Å) โดยที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดทำงานมักจะ จำกัด อยู่ที่ 450V แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมพร้อมกับตัวต้านทานเพิ่มเติมและไดโอดเพื่อปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าและป้องกันการสลายแบบย้อนกลับ ESR จำกัด การจัดการกระแสไฟฟ้าระลอกคลื่นที่สูงขึ้น (ประมาณ 20mA/µF) และอิเล็กโทรไลต์ระเหยจะลดอายุการใช้งานให้สั้นลงซึ่งจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอในการใช้พลังงานใหม่

ข้อดีของการใช้งาน

ในยานพาหนะพลังงานใหม่ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุ DC-link จะต้องจัดการแรงดันไฟฟ้า 330VDC และกระแสระลอกคลื่น 150arms ตัวเก็บประจุของฟิล์มตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ได้อย่างง่ายดายในขณะที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ต้องการหน่วยคู่ขนานหลายหน่วยเพิ่มความซับซ้อนของระบบและขนาด ในสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าเกิน (เช่นการขนส่งทางรถไฟ) ตัวเก็บประจุของฟิล์มสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินจริงของ 2UN ในขณะที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ทนเพียง 1.2UN ต้องใช้หน่วยซีรีย์มากขึ้นและลดความน่าเชื่อถือ

บทสรุป

ด้วยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีโลหะและการลดต้นทุนตัวเก็บประจุฟิล์มแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญในแรงดันไฟฟ้าสูงกระแสระลอกคลื่นสูงและแอพพลิเคชั่นที่มีใบปลิวยาว การออกแบบขนาดกะทัดรัดของพวกเขา (เช่น busbars แบบบูรณาการ) ลดการเหนี่ยวนำหลงทางและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ ดังนั้นในภาคพลังงานใหม่การแทนที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ด้วยตัวเก็บประจุฟิล์มได้กลายเป็นแนวโน้มที่ไม่สามารถย้อนกลับได้