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替代电解电容的薄膜电容技术
DC-Link电容器应用 |
在过去多年的发展中，使用金属化膜以及膜上金属分割技术的DC滤波电容得到了长足的发展，现在薄膜生产商开发出更薄的膜，同时改进了金属化的分割技术极大的帮助了这种电容的发展，聚丙烯薄膜电容能够比电解电容更加经济地覆盖600VDC到2200VDC的电压范围。薄膜电容具有的许多优势，使它替代电解电容成为工业和电力电子功率变换市场的趋势。
这些优点包括了： |
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承受高的有效电流的能力
能承受两倍于额定电压的过压
能承受反向电压
承受高峰值电流的能力
长寿命，可长时间存储 |
但是，只种替代并非“微法对微法”的替代，而是功能上的替代.
当然，尽管膜电容技术有了长足的进展，但不是所有的应用领域都能替代
电解电容。 |
电解电容技术
典型的电解电容的最大标称电压为500
到600V。所以在要求更高电压的情况下，使用者必须将多只电容串联使用。同时，由于各电容的绝缘电阻不同，
使用者必须在每个电容上连接电阻以平衡电压。
此外，
如果超过额定电压1.5倍的反向电压被加在电容上时，会引起电容内部化学反应的发生。如果这种电压持续足够长的时间，电容会发生爆炸，或者随着电容内部压力的释放电解液会流出。为了避免这种危险，
使用者必须给每个电容并联一个二极管
。
在特定应用中电容的抗浪涌能力也是考察电容的重要指标。实际上，对电解电容而言，允许承受的最大浪涌电压是
VnDC的1.15或1.2倍（更好的电解电容）。这种情况迫使使用者不得不考虑浪涌电压而非标称电压。 |
直流支撑滤波：高电流设计和容值设计
a)
使用电池供电的情况
应用为电车或电叉车 |
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| 在这种情况下，电容被用来退耦。膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容的主要标准是有效值电流的承受能力。这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计 |
以电车为例，
要求的数据
工作电压: 120VDC
允许的纹波电压: 4VRMS
有效值电流: 80 ARMS @ 20 kHz
最小容值为 |
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在膜电容中，很容易找到接近的容值。
与电解电容比较：
以每μF 20 mA为例，为了承受80A有效值电流，最小容值 |
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| b)电网供电的电机驱动 |
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| 直流母线电压波形: |
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容值的确定应从电网频率比逆变器频率低入手。使用下述等式确定容值： |
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| 流过电容的有效值电流为（近似表示式），该电流没有考虑逆变器侧的电流 |
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通过上述近似式，我们能看出通过电容的有效值电流由负载功率Umax
和U ripple决定。
以下用一个具体的例子作解释
直流电压1000V， 纹波电压200V |
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I rms ：(P=1MW) = 2468Arms
(P=500kW) = 1234Arms
(P=100kW) = 247Arms
将低频部分放大： |
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为了方便比较，我们选择电流承受能力为20mA每μF的电解电容
考虑到
0.2Arms/μF,有效值电流为2468A时，需要的最小容值为123.4mF。对应图中曲线的值，我们可以看到对频率低于100Hz的整流器，使用膜电容，该容值同样是需要的。
因此，对于三相，六整流管的整流器，频率为。我们可以看到对应
1MW的曲线，需要18.5mF的容值。与电解电容相比，如使用膜电容方案，体积几乎可以缩小4倍，同时有更高的可靠型。
在更低功率的情况下，同样能够给出相同的结果
, 对于10kW的功率，虽然容值变得很小，但是膜电容仍然是最好的解决方案。
甚至在100Hz整流器频率，只需要555μF的电容，供电电压与纹波电压仍然与前面相同。 |
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EACO电容产品