ข้อดีของตัวเก็บประจุฟิล์มเหนือตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ในแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี Power Electronics ตัวเก็บประจุ DC-Link ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบการแปลงส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบทั้งหมด ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิมนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับความจุสูง แต่ข้อ จำกัด ของพวกเขาชัดเจนภายใต้สภาวะที่รุนแรงเช่นแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสระลอกคลื่นสูง ในทางตรงกันข้ามตัวเก็บประจุของฟิล์มที่มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เหนือกว่าและอายุการใช้งานที่ยาวนานของพวกเขากำลังกลายเป็นทางเลือกที่เหมาะสำหรับตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์

1. การเปรียบเทียบตัวเก็บประจุฟิล์มและตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์
1.1 ตัวเก็บประจุฟิล์ม

ตัวเก็บประจุ ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการสะสมที่เป็นโลหะซึ่งชั้นโลหะถูกนำมาใช้ไอในสื่อฟิล์มเพื่อให้ได้คุณสมบัติการรักษาตัวเอง ข้อดีของพวกเขารวมถึง:

ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูง: สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นถึงสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานแรงดันสูง

ESR ต่ำ (ความต้านทานซีรีย์ที่เทียบเท่า): ช่วยให้สามารถจัดการกระแสระลอกคลื่นสูงได้ในขณะที่ลดการสูญเสียพลังงาน

การออกแบบที่ไม่ใช่ขั้ว: กำจัดข้อกังวลเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ

อายุการใช้งานที่ยาวนาน: ไม่มีปัญหาการระเหยอิเล็กโทรไลต์ที่มีอายุการใช้งานเกิน 15 ปีเหมาะสำหรับการใช้งานระยะยาวในพลังงานหมุนเวียน

1.2 ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติก

ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์พึ่งพาอิเล็กโทรไลต์เป็นอิเล็กทริกโดยมีข้อ จำกัด ต่อไปนี้:

ข้อ จำกัด ของแรงดันไฟฟ้า: ตัวเก็บประจุเดี่ยวโดยทั่วไปจะทนต่อไม่เกิน 450V ต้องใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมสำหรับแอปพลิเคชันแรงดันสูงซึ่งทำให้การออกแบบมีความซับซ้อน

ESR สูง: จำกัด การจัดการกระแสไฟฟ้าระลอกและเพิ่มการสร้างความร้อน

ข้อกำหนดของขั้ว: แรงดันย้อนกลับอาจทำให้เกิดการระเบิดหรือการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งจำเป็นต้องมีวงจรป้องกันเพิ่มเติม

อายุการใช้งานที่สั้นลง: การระเหยด้วยอิเล็กโทรไลต์ต้องมีการเปลี่ยนเป็นระยะเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษา

2. สถานการณ์แอปพลิเคชัน

ในระบบพลังงานหมุนเวียน (เช่นพลังงานลมอินเวอร์เตอร์เซลล์แสงอาทิตย์และยานพาหนะไฟฟ้า) ตัวเก็บประจุ DC-link จะต้องมีความน่าเชื่อถือสูงกระแสระลอกคลื่นสูงและความต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนาน ตัวเก็บประจุฟิล์มเก่งในพื้นที่เหล่านี้:

ความสามารถในปัจจุบันของระลอกคลื่นสูง: ตัวอย่างเช่นในยานพาหนะไฟฟ้าตัวเก็บประจุฟิล์มสามารถจัดการกระแสระลอกคลื่นได้อย่างง่ายดาย 150arms ในขณะที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ต้องใช้หน่วยคู่ขนานหลายหน่วยเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่คล้ายกัน

ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า: ในการขนส่งทางรถไฟตัวเก็บประจุฟิล์มสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินในทันทีของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับในขณะที่ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ต้องการการกำหนดค่าซีรีส์ที่ซับซ้อน

การออกแบบขนาดกะทัดรัด: ตัวเก็บประจุฟิล์มสามารถรวมเข้ากับบัสบาร์ลดการเหนี่ยวนำหลงทางและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ

3. บทสรุป

ด้วยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการสะสมโลหะค่าใช้จ่ายของตัวเก็บประจุฟิล์มจะค่อยๆลดลงในขณะที่ประสิทธิภาพของพวกเขายังคงดีขึ้น ในการออกแบบพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าสูงกระแสระลอกคลื่นสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนานการเปลี่ยนตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ด้วยตัวเก็บประจุฟิล์มได้กลายเป็นแนวโน้มที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ แต่ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาโดยรวมซึ่งเป็นโซลูชั่นที่เหนือกว่าสำหรับการใช้พลังงานหมุนเวียนและการใช้งานอุตสาหกรรม