Blog

Film Capacitors in Power Applications

2024.10.29

Diversa collectionis capacitatis typorum non multum per hos annos mutata est, sed applicationes certe habent. In hoc articulo spectamus quomodo capacitores electronicorum in potestate electronicorum adhibentur et technicas artes comparant. film capacitors ostendunt commoda Praesent applicationes ut electrica vehicles alter- nativi vis conversionis, et inverters in foras . Sed aluminium (Al) electrolytici adhuc magni momenti sunt cum densitas industria repono est postulatum principale.

Al Electrolitic or film Capacitor?

Facile est dimittere Al electrolytics sicut hesterna technologia, sed differentia in effectu inter eas et cinematographica non semper tam clara est. Secundum densitatem energiae conditae, i.e., joules/cubices centimetrales, adhuc antecedunt capacitores cinematographici cinematographici, quamquam variantes exotici tales ut summus crystallinus articulatus metalized polypropylene comparandi sunt. Etiam, Al electrolytici suum censum undantem in altioribus temperaturis melius conservant quam capacitores cinematographici contendendi. Etiam vitae perceptae et constantiae quaestiones non tam significantes sunt cum Al electrolytici aptissime derati sunt. Al electrolytici adhuc speciosissime sunt ubi vehi-per bus intentionum dc autocinetis potentiae sine pugna tergum-sursum requiritur. Exempli gratia, cum pretium elementum agens sit, maxime difficilis est antecedere capacitores cinematographici ab capaci- tate facultatis extrahendi commeatus.

Film vincentem in multis modis

Capacatores pelliculae multae utilitates significantes super alios capacitores habent: aequivalens series resistentia (ESR) aestimationes dramatically inferiores esse possunt, ducens ad tractationem ripplecurrentium multo melius. Surge-voltages ratings etiam superiores sunt, et fortasse significantius cinematographici capacitores sui sanare possunt

FIG 1 Capacitas cinematographica indoles.

FIG 2 Variatio DF cum temperatura in polypropylene pelliculae.

Post accentus ducens ad melioris certaminis ratio et vita. Sed facultas sui sanandi pendet ex gradu vis, apicem valores, et repetitio rate. Accedit, casualis defectus calamitosas adhuc possibilis est ob depositionis carbonis et collateralis damnum e plasmate arcui genito in culpa purgationis. Hae notae modernae applicationes potentiae conversionis in vehiculis electricis et modo systematis energiae in quibus nullae sunt necessariae cum outages vel inter linea-frequency undarum cacumina requiruntur. Praecipua exigentia est facultas fonticuli et venarum inundantium in altum frequentiam mergi, quae centenis si non millibus amps attingere posset, tolerabilia damna et summa constantia servans. Motus est etiam in altioribus intentionibus bus ad damna ohmica reducenda apud gradus potentiae datas. Hoc significaret seriem connexionis Al electrolyticorum cum inhaerente maximam intentionis aestimationem circiter DL V. Ad declinationem intentionis inaequalitatis, necessarium est eligere capacitores pretiosos cum valoribus paribus et intentione utendi resistentibus cum suis adiunctis damnis et sumptibus.

Fiducia exitus non directa est, quamvis, sub conditionibus moderatis, electrolytici cum potentia cinematographici comparabiles sint, id quod typice tantum 20% overvoltationum sustinebunt antequam damnum inciderit. E contra capacitores cinematographici fortasse 100% overvoltationum propter limitata tempora sustinere possunt. Ad defectum, electrolytici breve spatium et explodere possunt, integram ripam seriei/parallelis cum periculo electrolytici missionem deponentes. Facultates pelliculae etiam se sanare possunt, sed ratio firmitatis sub authenticis condicionibus occasionalium accentus multum differre potest inter duo genera. Sicut cum omnibus partibus, alta humiditas campester potest detrudere capacitor cinematographici effectus, et, ad optimam fidem, hoc bene moderari debet. Alius differentiator practicus facilior est capaci- tores cinematographici — praesto sunt in insulatis, volubiliter efficiens clausuras rectangulas capsulae cum variis optionum electricorum nexu, a cochleis terminalibus ad lugs, fastones et vectes, comparatis cum cannis metallicis rotundis typicis. electrolytics. Pellicula dielectrica nonpolar dat e contrario probationem ascendentem et usum concedit in applicationibus ubi ac applicatur, sicut in inverto-output eliquare.

Nimirum multae cinematographicae capacitor dielectricae species in promptu sunt, et Figura 1 summarium dat eorum spectaculorum comparativorum [1]. Polypropylene cinematographica altiore victor est cum damna et fides innixi sunt considerationes principales propter DF humilem et altitudinem dielectric naufragii per unitatem crassitiem. Cetera membrana melius esse potest propter aestimationem temperaturae et capacitatis/ DF magni momenti est ac definitum reactivum capacitivum ESR/activum, et definiri solet in 1 kHz et 25 °C. Humilis DF in comparatione cum aliis dielectricis inferiorem calefactionem implicat et est modus comparandi damna per microfarad. DF frequentia et temperatura leviter variat, sed polypropylene optime praestat. Figurae 2 et 3 machinas typicas ostendunt.

Polypropylene film Capacitor Construction

Duo genera principalia constructionum cinematographicorum capacitoris quae utuntur claua et metallizatione deposita, ut in Figura 4. Ostensum est in Figura Metalli, quod circa 5-nm crassum est, inter stratis dielectricis typice usus est pro capaci- tate summo currente, sed non sui ipsius. -Heal post diuturnam accentus. Pellicula metalla formatur per vacuum et deponendo Al ad 1,200  °C typice in pellicula ad crassitudinem fere 20-50 um cum temperatura cinematographici vndique ab −25 ad −35°C;

FIG 3 Variatio DF cum frequentia pelliculae polypropylenae.

FIG 4 capacitor amet constructione

quamquam zinci (Zn) et Al-Zn admixtiones quoque adhiberi possunt. Hic processus dat sanationem sui, ubi naufragii quovis puncto per causam dielectricam intensam calefactionem localem habent, fortasse usque ad 6,000 °C, plasma formandi causando. Metallization circa canalem naufragii vanescit, cum celeri expansione plasmatis solutionem exstinguentis, quae defectus separat et capacitorem plene functionis relinquit. Reductio capacitatis minima est, sed additiva super tempus, eam facit utilem indicativi componentis senescit.

Communis methodus ulterioris amplificationis commendatio est metallizationem cinematographicam in areas, fortasse decies centena, cum portis angustis venam in segmenta pascens et pro fusibus pro crassis oneribus agens. Angustus totius currentis semitae ad metallizationem apicem currentis tractationis componentis minuit, sed margine extra salutem introductam capacitorem ad altiora intentiones utiliter aestimari permittit.

Polypropylene moderna vim dielectricam circiter 650 V/µm habet et in crassitudinibus fere 1.9 µm et sursum praesto est, ita capacitas intentionis aestimationes usque ad plures kilovolts solitae attingi potest, cum nonnullis partibus etiam in 100 kV aestimatur. Sed in altioribus intentionibus, phaenomenon missionis partialis (PD), etiam quae corona fluit, factor fit. PD est alta intentione naufragii microvoidorum in mole materialium vel in aere hiatus inter strata materialia, causando ambitum brevem partialem totius viae insulantis. PD (corona sanies) relinquit exiguum carbonis vestigium; effectus initialis latens non est, sed per tempus accumulare potest, donec crassa et repentina naufragii debilitatum, vel carbon-rematica insulatio fiat. Effectus descriptus est per curvam Paschae, in Figura 5, ostenditur, et inceptio et exstinctio notam habet intentionem. Figura duo ostendit exemplum campi virium. Punctis supra curvam Paschen A, naufragii PD producere verisimile est.

FIG 5 Paschen curva et exemplum virium campi electrici.

Contra effectum, capacitores magni aestimandi intentione, sunt oleum gravidatum ad excludendum aerem ab interfaces iacu. Typi inferioris intentionis ad resinam implendam tendunt, quae etiam ad roboris mechanicam adiuvat. Alia solutio est capaces series in singulis insternis formare, efficaciter reducere voltationem per singulas guttas ad bene infra intentionem inceptionem. PD effectus est propter intensionem campi electrici, ita ut crassitudo dielectrica augens semper possibilis voltage gradiente minuatur, sed altiorem magnitudinem capacitatis auget. Capactoris consilia sunt quae globulos et metallizationes coniungunt ut compromissum inter apicem currenti facultatem et sui sanitatem praebeant. Potest etiam metallization gradari ab ore capacitoris, ut materia densior marginibus meliori vena tractando et robustiore terminatione componat aut glutino solidetur, et gradatio continua vel calcata esse possit.

Applications film Capacitors

Fortassis utile est gradum recipere et observare quomodo capacibus Al-electrolyticis utens expediat. Unum exemplum est in 90% efficiente, convertentis 1-kW off-linea cum factore correcto ante finem, indigere 20-ms per equitare, ut in Figura 6. Ostensum est typice habere dc bus internam cum nominalis intentione, Vn, CD V, et gutta-Vd, Vd, CCC V, infra quam amittitur output ordinatio.

Moles capacitor C1 suppeditat industriam ad conservandum vim constantem output in praefinito-vehiculo per tempus sicut guttae voltagenarum ab 400 ad 300 V post eu. Mathematice, Po t/h =1/2 C(Vn²-Vd²) vel C=2*1000* 0.02/0.9*(400²-300²) =634nF ad 450 V rating.

Si * capacitors Al-electrolytic adhibeantur, aequatio quae requiritur in volumine circiter 52 cm3 (i.e., 3 in 3), e.g. TDK-EPCOS B43508 series adhibetur. E contra capaci- tores cinematographici impossibilis magni essent, requirentes fortasse 15 in parallelis in toto volumine 1,500 cm3 (i.e., 91 in 3), si series TDK-EPCOS B32678 adhibeatur. Discrimen patet, sed electio mutaret si capacitor opus esset moderari laniatus intentione in linea dc. Simile exemplum esto ubi 400-V bus intentionum ex pila est, ideo custodia sursum non requiritur. Nihilominus, opus est reducere effectum laniatus ad, v.g., 4 V radicis medium quadratum (rms) ex 80 A rms pulsum vena alta frequentia sumpta ab convertente in amni 20 kHz. Hoc applicationis electrici vehiculum esse potuit, et capacitas requisita ex C=irms/Vrippe.2.Π.f=80/4*2*3.14*20*1000=160 uF ad 450 V rating approximari potest.

FIG 6 capacitor for per vehi (hold up). HVDC: summus intentione dc.

Electrolyticum ad 180 µF, 450 V habere poterat ripplecurrentis aestimationem tantum fere 3.5 rms ad 60 °C, inter frequentiam correctionis (EPCOS B43508 series). Ita, pro 80 A, 23 in parallelis requireretur capacitas, producens non necessariam 4,140 µF cum toto volumine 1,200  cm3 (i.e.,  73 in 3). Hoc prosequitur cum aliquoties commemorato 20  mA/μF tremore currenti aestimationem electrolyticorum. Si capacitates cinematographicae considerantur, nunc quatuor tantum in parallelis e EPCOS B32678 series dant 132-A rms laniatus-currentis rating in volumine 402 cm3 (i.e., 24.5 in 3). Si temperatura circumscribitur, v.g. minus quam 70 °C ambiens, tunc minor casus amplitudo adhuc eligi potest. Etiamsi electronicas alias ob causas eligeremus, capacitas excessus alias difficultates causare potuit, ut industriam in concursu currenti moderante. Sed si transiens overvoltages accidere posset, longe robustior in applicatione cinematographica esset capacitas. Exemplum huius erit in levi tractu, ubi nexus intermissus ad catenariam causat in nexu dc-linko.

Hoc exemplum est proprium multorum ambituum hodie, ut in interrupti potentia systematis, venti et potentiae solaris, glutino et craticulae invertores suppeditent. Sumptus differentiae cinematographici et Al electrolyticae compendiari possunt in figuris anno 2013 editis [2]. Sumptus typici pro dc-bus ex rectificatis 440 Vac in Tabula 1 inveniuntur.

Capacitores pellicularum bonae sunt ad Decoupling et Snubbing

Aliae applicationes sunt ad decoupling et SIMO circuitus in converters vel inverters. Hic, film/foil constructio adhibenda est, si magnitudo permittit, ut genera metalla egent speciale consilium et gradus fabricandi. Ut decoupling, capacitor trans dc bus locatur ad viam deductionis humilem ad currendam excursus magnos frequentiam, typice 1 µF per 100 A switched. Sine capacitore, vena per loramenta altiora inductus laborat, voltages transiens causans (Vtr) secundum haec:  Vtr  =-Ldi/dt.

Cum hodiernae mutationes 1,000 A/µs fieri possint, paucae nanohenriae inductae voltages significantes producere possunt. Vestigia apud-circuitum tabulae inductionem circa 1 nH/mm habere possunt, providens ergo fere 1 Vtr/mm in hoc situ. Quapropter hospites interest quam brevissime esse. Ad control dV/dt trans virgas, capacitor et resistor/retis diodus in parallelis cum an ponuntur IGBT seu MOSFET (Figura VII).

Haec tinnitus tardat, impedimentum electromagneticum moderatur (EMI), et prohibet falsam commutationes ob altitudinem

FIG 7 In switch scubbing. FIG 8 Capacatores movendi sicut Tactus suppressio. FIG 9 Capacatores movendi in motricium EMC eliquare.

dV/dt, praesertim in IGBTs. Principium saepe facit capacitatem simi- lem dure duplam summam emissi ad capacitatem transigendi et capacitatem ascendendi, et resistor tunc eligitur ad quemlibet tinnitum critico madefaciendum. More optimorum consiliorum accessiones evulgata sunt.

Tactus Filtering

Facultates securitatis aestimatae polypropylenae saepe trans lineas virtutis adhibentur ad modum differentialem EMI reducendum (Figura 8). Facultates transiens overvoltages resistere et sanationem sui crucial. Capacitores in his positionibus aestimantur ut X1 vel X2, qui obsistere 4- et 2.5-kV vagi, respective. Valores saepe in microfarads usi sunt ad obsequium consequendum cum compatibilitate electromagnetica typica (EMC) signa in gradibus virtutis altae. Capacatores film Y-type adhiberi possunt etiam in positionibus lineae-ad-terram ad sonum communem modum extenuandi, ubi valor ca pacitantiae limitatur propter considerationes lacus currentes (Figura 8). Y1 et Y2 versiones in promptu sunt pro 8- et 5-kV ratings transeuntes, respectively. Humilis nexus inductiones cinematographicae capacitors etiam adiuvant resonationes altas.

Inverter-Output Filtering

Crescens applicatio pro capacitoribus nonpolarizatis filtras trans- gressas formare est cum inductoribus seriei ad harmonicam frequentiam attenuandam in output actorum et invertentium (Figura 9). Capacatores Polypropylenae saepe usi sunt ad earum fidem, altae stimulae venae, et efficacia volutrica bona in applicatione, et inductores et capacitores saepe in unum modulum conglutinati sunt. Onera qualia motores saepe ab unitatis activitate distant, et Filtra adhibentur ut systemata ad EMC requisita occurrant et accentus minuantur in cabling et motores a nimia dV/dt levels.