Ventajas de los productos de condensadores de película
Los primeros condensadores de película de soporte de CC utilizaban condensadores electrolíticos. Con el desarrollo de la tecnología de condensadores de película, especialmente el desarrollo de la tecnología de película base y la aparición de la tecnología de segmentación por metalización, no solo el volumen de los condensadores de película se ha reducido cada vez más, sino que el nivel de tensión no disruptiva del producto también se ha mantenido en un nivel considerable. Ahora, cada vez más empresas utilizan condensadores de película de polipropileno de alta temperatura como condensadores de soporte de CC. Un ejemplo típico es la mejora del modelo RIUS de Toyota; y representantes típicos de las empresas automotrices nacionales son BYD F3DM y E6, que utilizan condensadores de película como condensadores de soporte de CC. Los condensadores de filtro utilizados en la primera generación del Toyota Prius son condensadores electrolíticos. A partir de la segunda generación, se han utilizado condensadores de filtro de película, condensadores DC-LINK.
A. Buena seguridad del producto y fuerte resistencia a la sobretensión.
Dado que los condensadores de película tienen propiedades autorreparables y están diseñados de acuerdo con la norma 1EC61071, su resistencia a sobretensiones es superior a 1,5 veces la tensión nominal. Además, el condensador utiliza tecnología de película dividida, por lo que, en teoría, no produce cortocircuito, lo que mejora considerablemente la seguridad de este tipo de condensador. El modo de fallo típico es el circuito abierto. En aplicaciones específicas, la resistencia a la sobretensión del condensador también es un indicador importante para su evaluación. De hecho, en los condensadores electrolíticos, la sobretensión máxima permitida es 1,2 veces, lo que obliga a los usuarios a considerar la tensión de pico en lugar de la tensión nominal.
B. Buenas características de temperatura, el rango de temperatura del producto es amplio, de -40 °C a 105 °C.
La película de polipropileno de alta temperatura utilizada en el condensador de película de soporte de CC ofrece una estabilidad térmica que la película de poliéster y los condensadores electrolíticos no poseen. A medida que aumenta la temperatura, la capacidad del condensador de película de polipropileno disminuye en general, pero la tasa de disminución es muy pequeña, de aproximadamente 300 ppm/C. Por otro lado, la capacidad de la película de poliéster varía mucho más con la temperatura, ya sea en la etapa de alta o baja temperatura, que oscila entre +200 y +600 ppm/C.
C. Características de frecuencia estables, buenas características de alta frecuencia del producto.
Actualmente, la mayoría de las frecuencias de conmutación de los controladores rondan los 10 kHz, lo que exige que el producto tenga un buen rendimiento de alta frecuencia. En el caso de los condensadores electrolíticos y de película de poliéster, este requisito supone un problema.
D. Sin polaridad, puede soportar voltaje inverso.
Los electrodos de los condensadores de película son metales nanométricos depositados sobre películas delgadas. El producto no tiene polaridad, lo que resulta muy práctico para los usuarios, ya que no es necesario considerar los polos positivo y negativo. En el caso de los condensadores electrolíticos, si se aplica una tensión inversa superior a 1,5 veces Un, se produce una reacción química en su interior. Si esta tensión se mantiene durante un tiempo prolongado, el condensador explotará o el electrolito se derramará al liberarse la presión interna.
E. Alto voltaje nominal, no se requieren resistencias en serie ni de equilibrio.
Para aumentar la potencia de salida, la tensión del bus de los vehículos híbridos y de pila de combustible tiende a aumentar. Las tensiones de batería típicas que se suministran a los motores en el mercado son de 280 V, 330 V y 480 V. Los condensadores compatibles varían según el fabricante, pero generalmente son de 450 V, 600 V y 800 V, con una capacidad que oscila entre 0,32 mF y 2 mF. La tensión nominal de los condensadores electrolíticos no supera los 500 V, por lo que, cuando la tensión del bus es superior a 500 V, el sistema solo puede mejorar la tensión no disruptiva del banco de condensadores conectando condensadores electrolíticos en serie. De esta forma, no solo se incrementa el volumen y el coste del banco de condensadores, sino también la inductancia y la ESR del circuito.
F. ESR bajo, fuerte resistencia a la corriente de ondulación
El condensador de película es superior a 200 mA/μF, y el condensador electrolítico tiene una capacidad de corriente de ondulación de 20 mA/μF. Esta característica puede reducir considerablemente la capacidad del condensador requerida en el sistema.
G. Nivel bajo de ESL
El diseño de baja inductancia del inversor requiere que su componente principal, el condensador de enlace de CC, tenga una inductancia extremadamente baja. Los condensadores de película de filtro de CC de enlace de CC de alto rendimiento integran la barra colectora en el módulo del condensador para minimizar su autoinductancia (<30 nH), reduciendo considerablemente el efecto de oscilación a la frecuencia de conmutación necesaria. Por lo tanto, a menudo se omite el condensador de absorción conectado en paralelo al condensador de enlace de CC, y el electrodo del condensador se conecta directamente al IGBT.
H. Fuerte resistencia a sobretensiones de corriente
Soporta altas corrientes instantáneas. La tecnología de corte de onda y el engrosamiento del recubrimiento del condensador mejoran la resistencia del producto a la temperatura y a los impactos mecánicos.
J. Larga vida útil
Las características de no envejecimiento de la película determinan que el condensador de película tenga una vida útil muy larga, especialmente a voltaje nominal y temperatura de funcionamiento nominal, la vida útil es mayor a 15000-20000 horas; si el promedio es de 30 km/h, puede tener 450000 km de vida útil y la vida útil del condensador es suficiente para el kilometraje del automóvil.
Los condensadores de película DC-LINK de alto rendimiento utilizan nuevos procesos de fabricación y tecnología de película metalizada. Aumentan la densidad energética de los condensadores de película tradicionales, lo que reduce su tamaño. Además, integran el núcleo del condensador y la barra colectora para satisfacer las necesidades de tamaño flexibles de los clientes. Esto no solo reduce el tamaño del módulo inversor, sino que también reduce considerablemente la inductancia parásita en el circuito de aplicación, lo que aumenta la estabilidad del rendimiento del circuito. El diseño de circuitos utilizado en vehículos eléctricos requiere alta tensión, alta corriente efectiva, sobretensión, tensión inversa, alta corriente de pico y larga vida útil. Los condensadores de película son, sin duda, la opción preferida en vehículos eléctricos como condensadores de soporte de CC.
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