逆變電源系統(tǒng)中直流支撐電容器的應(yīng)用及分析

鑒于內(nèi)部引線對雜散電感的影響，我們利用公式(6)估算導(dǎo)線電感量，通過對導(dǎo)線截面以及長度的調(diào)整，以達(dá)到在滿足產(chǎn)品過電流良好以及成本等綜合因素條件下，使得產(chǎn)品本身雜散電感盡量小，以達(dá)到減小電感部分熱損耗的目的。

其次，我們通過對產(chǎn)品芯子連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使得產(chǎn)品各個(gè)芯子單元之間達(dá)到比價(jià)均勻的電流分布。圖6所示是我們調(diào)整之后的連接結(jié)構(gòu)：

圖 6

由圖6可知，同樣的器件，但是連接不同，其等效電路圖也不一樣。其條件同原有方案一樣，但其等效感抗不一樣。有等效電路圖可知，XL1=XL2=XL3=2πfL，而Esr和Esc三者數(shù)值相等，因此流經(jīng)每個(gè)電容的電流I=U/R=40A。這樣能使電流均勻地分布到每個(gè)電容上。這樣，就解決了電流分布不均而使電容部分電容發(fā)熱嚴(yán)重的問題。

再次，我們通過對產(chǎn)品內(nèi)部芯子端面連接方式進(jìn)行改善：改變以往以整片銅排直接連接的方式，通過對銅排進(jìn)行尺寸調(diào)整并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉?，可以使得銅排本身雜散電感分布更加合理，并且同時(shí)減弱渦流對端面連接的影響，減少發(fā)熱。

最后，由于無磁不銹鋼仍然帶有一定的磁性，中高頻條件下容易產(chǎn)生額外加熱，因此，我們將外殼材料更改為鋁材，大大消除了外殼本身加熱對產(chǎn)品整體溫升的影響。

改進(jìn)后，產(chǎn)品的溫升效果如表2所示(測試點(diǎn)同表1)：

表2 MKP-LG6000μF產(chǎn)品—改進(jìn)后，過電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)摘錄

備注：溫度點(diǎn)7未測量到，測試電流及頻率與表1相同

從表2數(shù)據(jù)分析，5號、6號、8號點(diǎn)可見，產(chǎn)品外殼表面各點(diǎn)溫度分布比較均勻，溫差不超過3℃。并且從表1與表2各相應(yīng)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可見改進(jìn)后的產(chǎn)品溫升較改進(jìn)前低，尤其是上端環(huán)氧表面，最高處低18.1℃。改進(jìn)效果十分明顯。

4、結(jié)語

此種方案不但解決了電流在電容器芯子組上的分布不均等問題，而且降低了設(shè)備的損耗功率，從而提高了機(jī)器的使用壽命。

隨著工業(yè)發(fā)展的需要與順應(yīng)環(huán)保節(jié)能的主題，逆變電源使用越來越廣泛，因此對其的技術(shù)要求更為嚴(yán)格。而對其核心部分---DC-Link電容器的質(zhì)量要求也隨之提高，我們通過充分考慮電容器內(nèi)部芯子排布、引線分布電感以及磁性材料加熱的影響，選用更優(yōu)化的接線方式和設(shè)計(jì)方案，使DC-Link電容器能夠滿足技術(shù)不斷發(fā)展的需求，反過來促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。