【技术大神】直流母线电容的选择与设计
笔者曾经设计过几款两级变换器,前级为DC/DC变换器,后级为DC/AC逆变器。在这类电路中均需要直流母线支撑电容。电容的选择主要考虑容值、耐压、寄生参数、体积、价格等因素。下面介绍两类笔者曾用过的直流母线支撑电容,并对比两者在设计中的差异。
电解电容
容值较大的电解电容常用作直流母线支撑电容,但是电解电容的耐压通常达不到需求,因此需要进行串并联来得到所需的直流母线电容值。串并联电路又会带来电解电容均流均压的问题。
笔者曾使用过的直流母线电解电容为两个电解电容串联,并设计了直流母线起始充电电路及母线均压电路。起始充电电路主要原理是在稳定建压之前,先在充电回路中串联限流电阻,建压稳定后,将限流电阻切除。母线均压电路是在串联的电解电容中并联阻值很大的均压电阻,通过电阻分压实现串联电容的分压。电解电容的容值选取公式如下:
其中,Es,In分别为交流侧电压电流的有效值;w为角频率;UDC为直流侧电压;△U2w为二倍频的谐波电压分量的幅值,此处可以简化为直流波纹电压幅值。为了提高系统电压闭环控制的稳定性,在实际系统中容值要适当大于该计算值。
均压电路如下图1所示。均压电阻既要起到均压作用,又不应消耗过多的功率。均压电阻虽可以选择MΩ级电阻串并联,但MΩ级电阻精度较低,影响均压效果,应根据需求折中选择。
图1:电解电容均压电路图
薄膜电容
1)薄膜电容容值的选取
笔者曾选用WIMA的DC-LINK MKP 6 系列DCHPR26480ER00薄膜电容作为新能源发电并网产品的中间直流母线支撑电容。薄膜电容的容值根据经验公式并结合仿真验证进行了选取。经验公式如下:
其中,Io为输出电流有效值;w为输出电压角频率;UDC为直流侧母线电压;K为电压波动系数,一般在0.01~0.1中选取。
2)DCHPR26480ER00的优势
DCHPR26480ER00是WIMA DC-LINK 系列薄膜电容,该系列电容是专为大功率变换器特别设计的,用于取代传统的直流母线电解电容。
由于该电容具有低损耗的聚丙烯电介质,它的载流能力要比电解电容高很多,而且在高频下的损耗和自愈特性也要比电解电容好。DCHPR26480ER00薄膜电容容值为480uF,其具有很高的体积容量比、耐压高达1300V、自愈特性好、不含电解液或油性物质、可靠性高、寿命长、温度特性好、电压等级高,不需要串联分压,也不分正负极。而且作为新能源发电系统的重要组成部分,它可以较好地适应恶劣环境。因而,DCHPR26480ER00非常适合应用于光伏、风能发电等新能源发电逆变器中。
DCHPR26480ER00取代电解电容的最大优势是采用的电解质不同,极大地降低了产品在调试、使用和维护过程中的风险,而且DCHPR26480ER00的耐压值也满足并网需求,不必像电解电容那样设计均压均流电路,简化了产品设计。
两种支撑电容的比较
1)同样的直流母线和功率等级下,所需的电解电容容值较高,薄膜电容容值仅是电解电容的0.5~0.7倍。
2)单个电解电容的成本低于薄膜电容,但是电解电容在高压场合需要串并联,当直流母线电压较高时,二者的总成本相差较小。
3)电解电容ESR等寄生参数比薄膜电容大,使得直流母线纹波较高。
4)薄膜电容电压特性较好。因为薄膜电容无极性,可承受反向电压,同时也可承受瞬时尖峰浪涌电压。笔者曾经在实验过程中出现过薄膜电容瞬时过压现象,后经验证,薄膜电容并未损坏。笔者在实验中也曾出现过电解电容过压现象,电解电容会延封装沟槽裂开,并喷出电解液。从这个角度看,薄膜电容在产品的研发、使用和维护保养方面更安全方便。
5)薄膜电容的体积比电解电容大,笔者之前用的电解电容是板载的,薄膜电容是需要放在产品箱体中,通过结构设计来固定。
上述内容是笔者设计试验过程中对直流母线支撑电容的总结,通过实验比较,更推荐大家使用薄膜电容作为直流母线支撑电容,虽然薄膜电容的体积较大,而且价格比电解电容略高,但是随着技术的不断成熟,薄膜电容不足将逐渐改善,而它的优势将越来越明显。在新能源发电系统中使用薄膜电容来代替电解电容作为直流母线支撑电容已经成为产品设计的发展趋势。
作者:苗雨
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 176
本网站所有内容禁止转载,否则追究法律责任!
相关推荐
【选型】 DC-LINK薄膜电容参数在设计中该如何选择?
WIMA DC-LINK薄膜电容工作温度高达100℃,使用寿命大于200,000h,低损耗,高绝缘性,高容量比率等优点在同行具有很高的竞争力,其规格范围为2μF~8250μF,450VDC~1500VDC,具有2针脚、4针脚两种,支持螺接盘式或者螺钉链接方式。
【选型】户用储能逆变器母线支撑电容推荐冠坤350V、1000μF解决方案,性能交期俱佳
户用储能逆变器中直流侧需要用到高压母线支撑电容来防止因负载的突变造成直流母线电压大幅度突变,线路设计直流侧电压为600V, 可以用8颗冠坤电子350V 1000μF电解电容串并联完成线路设计。
如何为光伏逆变器系统选择高质量的电解电容
在光伏逆变器设计中,储能电容一般采用多颗电解电容进行并联,用于前期AC/DC整流滤波储能使用。笔者推荐NCC(俗称黑金刚)LXS系列电解电容,太阳能发电专用,保证105℃ 5000小时(叠加纹波电流)。
【经验】选型时如何计算IGBT吸收电路中薄膜电容的最大纹波电流参数?
薄膜电容是IGBT吸收电路设计中最常见的吸收电容,无论是母线的支撑电容,还是IGBT两端的吸收电容,都会用到薄膜电容。选型时,电容的纹波电流是一个重要参数,而规格书有时候没有给出相关的纹波电流参数,本文将结合WIMA的snubber MKP系列电容,介绍一下如何计算IGBT吸收电路中薄膜电容的最大纹波电流参数。
在传统的变频器和逆变器中母线电容都选用的电解电容,目前新型的逆变器中都选择薄膜电容,请问薄膜电容相比电解电容都有哪些优势?
目前集中型和组串式逆变器越来越多的选用薄膜电容,其原因是:(1)薄膜电容较电解电容耐压可以做到更高,电解电容最高只能做到450V,而薄膜电容最高可做到1500V甚至更高,在高压系统中无需串联;(2)薄膜电容较电解电容耐高温性能更高;(3)薄膜电容比电解电容寿命更长。
WIMA(威马)电子设备用薄膜电容器选型指南
目录- General Information SMD Plastic Film Capacitors Size Codes 1812 to 6054 Subminiature Capacitors PCM 2.5 mm Film/Foil Capacitors PCM 5 mm Film/Foil Capacitors PCM 7.5 to 15 mm Metallized Capacitors PCM 5 mm Metallized Capacitors PCM 7.5 to 52.5 mm Pulse Duty Capacitors PCM 7.5 to 52.5 mm RFI-Capacitors PCM 7.5 to 37.5 mm Filter Capacitors Snubber Capacitors GTO Capacitors DC-LINK Capacitors PowerBlock WIMA part number system Types of packaging and packing units for WIMA capacitors
型号- MKP1O142207I_ _ _ _ _ _,DCHPN07180EU00_ _ _ _,FKP3C024703F00_ _ _ _,DCP4I052006J_ _ _ _ _ _,FKP4O121505B00 _ _ _ _,FKP1T016805F_ _ _ _ _ _,DCP4R251507I_ _ _ _ _ _,MKP1G021002C_ _ _ _ _ _,FKP1X024707H_ _ _ _ _ _,MKS4J033305D_ _ _ _ _ _,MKP1O112702C_ _ _ _ _ _,MKS4G044706G_ _ _ _ _ _,MKP4R042707J00_ _ _ _,MKS4D026802A_ _ _ _ _ _,DCP6P06470EN00_ _ _ _,SMDTC02680TA00_ _ _ _,MKS4S032206D_ _ _ _ _ _,MKP1U011803F_ _ _ _ _ _,MKS4F031002C_ _ _ _ _ _,SMDIO12150XA00_ _ _ _,MKS4F051507E_ _ _ _ _ _,MKP1M022205B_ _ _ _ _ _,FKP2D021501J00_ _ _ _,MKS4G051007F_ _ _ _ _ _,MKP2D021001B00_ _ _ _,SMDIF02680TB00_ _ _ _,SMDNC02220TA00_ _ _ _,MKS4U041007K_ _ _ _ _ _,MKX2AW35606A00_ _ _ _,MKPFAW36806A_ _ _ _ _ _,FKP1J026807A_ _ _ _ _ _,SMDNC02150TA00_ _ _ _,DCP4I052207G_ _ _ _ _ _,MKS4G041005G_ _ _ _ _ _,MKS0C036800F00_ _ _ _,MKP1G036806B_ _ _ _ _ _,FKS3D013302B00_ _ _ _,FKP1O126807B_ _ _ _ _ _,SMDTF02150QA00_ _ _ _,DCP4S048007I_ _ _ _ _ _,MKS4D022203C_ _ _ _ _ _,MKP1F051007H_ _ _ _ _ _,SMDTC02100QA00_ _ _ _,MKP1M043909F_ _ _ _ _ _,MKP1U031206F_ _ _ _ _ _,SMDIF03220VA00_ _ _ _,DCP4G052206G_ _ _ _ _ _,MKS4J041006B_ _ _ _ _ _,SNMPU036808H_ _ _ _ _ _,DCP4H162209J_ _ _ _ _ _,DCHPR27129EX00_ _ _ _,SMDIG02470XA00_ _ _ _,SMDID02330QA00_ _ _ _,MKS4C051005F_ _ _ _ _ _,MKX2AW43306I00_ _ _ _,SMDND02220KA00_ _ _ _,MKS4B043302F_ _ _ _ _ _,MKY22W35607D00_ _ _ _,MKP1W034707I_ _ _ _ _ _,SNFPU031007E_ _ _ _ _ _,FKP1G031005H_ _ _ _ _ _,SMDID02150QA00_ _ _ _,MKS4G032203G_ _ _ _ _ _,MKX2AW34705G00_ _ _ _,FKP0D002200B00_ _ _ _,MKS4B036802C_ _ _ _ _ _,FKS3D012202B00_ _ _ _,FKS2D024701K00_ _ _ _,FKP2D014701G00_ _ _ _,DCP4I058007K_ _ _ _ _ _,SMDIC03330QB00_ _ _ _,FKP0C014700E00_ _ _ _,MKS4O121002E_ _ _ _ _ _,SMDND03330QB00_ _ _ _,FKP1J041509F_ _ _ _ _ _,DCP4G042006A_ _ _ _ _ _,SMDTF02220QA00_ _ _ _,MKP1U024705G_ _ _ _ _ _,SNMPO144708L_ _ _ _ _ _,MKP2F033301M00_ _ _ _,MKS4G053307J_ _ _ _ _ _,MKS4D061809H_ _ _ _ _ _,MKS4O114702C_ _ _ _ _ _,MKS4O116803C_ _ _ _ _ _,MKP2O122201N00_ _ _ _,DCHPI07406EW00_ _ _ _,MKP1U018204D_ _ _ _ _ _,MKP 4F,DCP4G061809E_ _ _ _ _ _,MKX2AW36805I00_ _ _ _,SMDIF03150VA00_ _ _ _,MKP1G026804C_ _ _ _ _ _,FKP4J026805F00 _ _ _ _,MKS2D041001K00_ _ _ _,MKP1J051009H_ _ _ _ _ _,MKY22W13903D00_ _ _ _,MKP1G051507K_ _ _ _ _ _,FKP0D001500B00_ _ _ _,FKP4O133307F00 _ _ _ _,SNMPM046008L_ _ _ _ _ _,GTOMI05700GF00_ _ _ _,FKP3F013303A00_ _ _ _,FKP3F026804J00_ _ _ _,MKY22W24704F00_ _ _ _,DCP4L048006G_ _ _ _ _ _,MKS4D054706I_ _ _ _ _ _ _,MKP4J043306J00_ _ _ _,FKP1G022205A_ _ _ _ _ _,SMDTF03330XA00_ _ _ _,SMDIC03220QB00_ _ _ _,MKP4J031504F00_ _ _ _,DCHPS06780E700_ _ _ _,FKP4T021005B00 _ _ _ _,MKP4D052707G00_ _ _ _,MKP1O131506B_ _ _ _ _ _,MKS4F041504J_ _ _ _ _ _,MKS4S034707E_ _ _ _ _ _,MKP1M012203C_ _ _ _ _ _,MKPF4W42206J_ _ _ _ _ _,SMDID02470TA00_ _ _ _,FKP1G041007G_ _ _ _ _ _,SNMPM044708J_ _ _ _ _ _,MKS4O126805B_ _ _ _ _ _,SMDND02150KA00_ _ _ _,MKS4D064709J_ _ _ _ _ _,SNMPO142208H_ _ _ _ _ _,FKP1O114704C_ _ _ _ _ _,SMDIC02150KA00_ _ _ _,MKY22W31205F00_ _ _ _,FKP4T041007K00 _ _ _ _,MKX2AW25603H00_ _ _ _,SNFPU033307I_ _ _ _ _ _,SNMPV026806D_ _ _ _ _ _,FKP4U003304B00 _ _ _ _,MKS4S041007H_ _ _ _ _ _,DCP4S051809F_ _ _ _ _ _,MKP1F022203C_ _ _ _ _ _,DCHPI07244ET00_ _ _ _,MKX2AW23902F00_ _ _ _,SMDIC02330KA00_ _ _ _,FKP2O103301D00_ _ _ _,DCHPS06585EM00_ _ _ _,FKP2D006801D00_ _ _ _,FKP4U012204D00 _ _ _ _,DCP4P044006G_ _ _ _ _ _,MKS 2,MKP 10,FKP4J021504C00 _ _ _ _,GTOMI05100GA00_ _ _ _,MKS 4,MKPFBW51009D_ _ _ _ _ _,MKP1W021205G_ _ _ _ _ _,MKS2B041001C00_ _ _ _,FKP1X031007J_ _ _ _ _ _,SNMPR044708L_ _ _ _ _ _,MKP1V015604D_ _ _ _ _ _,MKX2AW24704B00_ _ _ _,MKS4S033306I_ _ _ _ _ _,SNMPK047007K_ _ _ _ _ _,MKS4O126804F_ _ _ _ _ _,GTOMG05500GC00_ _ _ _,SMDTD03150KB00_ _ _ _,MKX2AW23903F00_ _ _ _,DCP6N06900EO00_ _ _ _,FKS3D011502B00_ _ _ _,MKS2G021501A00_ _ _ _,FKP0D003300B00_ _ _ _,SMDIF02680VA00_ _ _ _,MKS4C054706F_ _ _ _ _ _,MKP4F052207H00_ _ _ _,SMDTF02330QA00_ _ _ _,MKX14W31005D00_ _ _ _,MKP1D041806D_ _ _ _ _ _,MKP1U033307F_ _ _ _ _ _,MKP1V012704B_ _ _ _ _ _,MKP4R022204D00_ _ _ _,SMDIC02220KA00_ _ _ _,MKP4F041206A00_ _ _ _,MKP1V031506I_ _ _ _ _ _,FKP1U034709H_ _ _ _ _ _,FKP1G034707E_ _ _ _ _ _,FKP2O101501D00_ _ _ _,FKP0C006800B00_ _ _ _,FKP3F011502B00_ _ _ _,FKP3G021004B00_ _ _ _,MKP1F032205B_ _ _ _ _ _,FKP1Y016806D_ _ _ _ _ _,FKP4J041007G00 _ _ _ _,MKP2L023301M00_ _ _ _,MKS0G016800B00_ _ _ _,MKS2D024701A00_ _ _ _,SNMPK044707I_ _ _ _ _ _,DCHPN07110ER00_ _ _ _,MKX2AW15602C00_ _ _ _,MKP1W021805I_ _ _ _ _ _,SNMPW041008J_ _ _ _ _ _,DCP4H162409J_ _ _ _ _ _,DCHPI07492EX00_ _ _ _,DCHPI07152E200_ _ _ _,SNMPW032207F_ _ _ _ _ _,MKS4D062209E_ _ _ _ _ _,SNMPU034708E_ _ _ _ _ _,FKP4T022206A00 _ _ _ _,FKP 02,SMDTF02100TA00_ _ _ _,SMDIC03470VA00_ _ _ _,FKP4T024706D00 _ _ _ _,DCHCN06450JB00KS00,MKS4U041009D_ _ _ _ _ _,FKP1J021004D_ _ _ _ _ _,SMDTD02680KA00_ _ _ _,FKS2C022201E00_ _ _ _,MKP1W041007K_ _ _ _ _ _,MKS4C062709D_ _ _ _ _ _,MKP1D031003G_ _ _ _ _ _,SNMPM042208E_ _ _ _ _ _,SNMPU041007J_ _ _ _ _ _,MKS4C042204C_ _ _ _ _ _,GTOMI04450GA00_ _ _ _,MKP1J016802C_ _ _ _ _ _,MKPF3Y43306
【方案】3KW光伏水泵逆变器优选元器件方案
描述- 本方案采用Vincotech高开关频率IGBT模块、Silicon Labs电容隔离、进芯电子DSP控制芯片等器件组成的光伏水泵逆变器电路,将西部丰富的太阳能资源转换为水泵工作所需要的交流电,实现了供电清洁无污染。同时对灌溉系统的水位进行采样监控,达到对逆变器工作实时控制的目的,安全高效。
型号- ADP32F12A-150QP G,TFLEX HD300,ADP32F12A-150QPG,TPCM780,10-FY074PA100SM-L583F08,SM5G-GGG-T-080S-000,PV-STICK-_VPE10,SI8621BD-B-ISR,EKY-800ELL391MK30S,SI8233BB-D-IS1,PV-STICK+_VPE10,SGM2036-3.3YN5G/TR,0505025.MXEP,PV BSS VAPM 5P M,SMCJ64CA,PV PS VAPM 5P F
在光伏逆变器中,传统的方案母线电容使用电解电容作为滤波,目前准备更换为薄膜电容,请问容量和耐压怎么选择?
薄膜电容在电力电子系统中应用,耐压更高且高温性能更好,且承受母线纹波电压的能力比电解电容高。所以在选择薄膜电容的容量时可以减小容值,一般选取同功率电解电容容量的1/6左右,耐压选择比母线电压最高值稍高一些即可。
【应用】适合IGBT吸收回路的薄膜电容推荐,容值小,ESR小
WIMA公司推出的FKP4U022206B00JSSD,MKP4J041506F00JSSD,MKX2AW41006D00KSSD,MKY22W21004B00MSP1均为性能优良的薄膜电容,容值小,ESR小,适合应用于高频IGBT阻容吸收电路和RCD吸收电路中
KNSCHA铝电解电容器提供高电容值,具有出色耐久性,为电子设备提供稳定、环保的电力支持
KNSCHA铝电解电容器以其高品质和可靠性而著称,为您的电子设备提供稳定的电力支持。选择KNSCHA品牌铝电解电容器,就是选择品质和信赖。KNSCHA致力于为您提供最佳的电力解决方案,让您的设备性能更卓越!
介绍VT贴片电解电容器和AT贴片电解电容器的区别
如今,电子元器件的种类越来越多,其中电解电容器是一种非常重要的电子元件。电解电容器在电路中主要起到滤波、耦合、旁路等作用,其中又以VT贴片电解电容器和AT贴片电解电容器为主。本文将详细介绍这两种电解电容器的区别。值得注意的是今天我们讨论的VT贴片电解电容器和AT贴片电解电容器都是广东科尼盛电子有限公司生产的,从采访他们技术总监,我们来阐述VT贴片电解电容器和AT贴片电解电容器的区别介绍。
电子商城
现货市场
服务
可定制风扇尺寸范围:30mm~120mm;转速:2000~30000RPM;噪音≥17dB。最大风量范围:3.28~262.39CFM;最大风压范围:1.25~110.83mmH2O;
最小起订量: 1 提交需求>
整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603),工作电压范围覆盖2.5V~36V,电容值低至0.2pF,浪涌能力最高可达240安培,静电等级可达空气放电、接触放电±30KV。提供免费浪涌测试仪、静电测试仪测试。
提交需求>
查看全部1条回复
查看全部6条回复
查看全部1条回复