تحقیق در مورد تحلیل مشخصه ها و کاربردهای مهندسی خازن های فیلم در سیستم های الکترونیک قدرت

در سیستم های الکترونیک قدرت مدرن، خازن ها به عنوان اجزای اصلی برای بافر انرژی و تنظیم توان در مبدل های مختلف و سیستم های ذخیره انرژی عمل می کنند. به‌ویژه در معماری‌هایی که شامل شینه‌های وسایل نقلیه الکتریکی (EV) و شین‌های خازن قدرت می‌شوند، نقش آنها فراتر از فیلتر کردن صرف و ذخیره انرژی و تأثیر مستقیم بر کارایی و قابلیت اطمینان سیستم است. با توجه به گرایش به سمت چگالی توان بالاتر و فرکانس های عملیاتی بالاتر، طراحی مشترک خازن ها و ساختارهای شینه به طور فزاینده ای حیاتی شده است. کنترل مسیرهای رسانا و پارامترهای انگلی در سیستم در حال حاضر یک معیار طراحی حیاتی است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با توجه به انتخاب خازن، مهندسان اغلب با مبادله- بین خازن های الکترولیتی و فیلم مواجه می شوند. طراحی ساختاری شینه خازن و عملکرد عایق مواد شینه به طور مستقیم بر ایمنی الکتریکی و پایداری حرارتی سیستم کلی تأثیر می گذارد. در حالی که خازن‌های الکترولیتی چگالی انرژی حجمی بالاتری ارائه می‌دهند، خازن‌های فیلم در رسیدگی به جریان‌های موج دار با فرکانس بالا و حفظ پایداری طولانی‌مدت، که نیاز به انتخاب‌های خاص را ضروری می‌کند، برتری دارند.

 

از دیدگاه توپولوژی‌های الکترونیک قدرت، شین‌های IGBT و شین‌های چند لایه EV معمولاً مسیرهای جریان اصلی را در سیستم‌های سوئیچینگ فرکانس بالا- تشکیل می‌دهند. توانایی کنترل اندوکتانس انگلی در این اجزا به طور مستقیم بر تلفات سوئیچینگ و سرکوب افزایش ولتاژ تأثیر می گذارد. علاوه بر این، روش اتصال بین باسبار و DC-خازن پیوند-مانند پیکربندی باسبار خاص برای DC-خازن پیوند-ویژگی‌های ریپل باس DC و قابلیت‌های پاسخ گذرا را تعیین می‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خازن های فیلم معمولاً از ساختار فیلم پلی پروپیلن متالیز شده استفاده می کنند که خواص خود{0}}خود ترمیمی بسیار خوبی را در محیط های با فرکانس{{2} بالا و ولتاژ بالا از خود نشان می دهد. در مهندسی عملی، شین‌های خازن فیلم EV و شین‌های عایق برای خازن‌های EV اغلب در سیستم‌های انرژی جدید برای افزایش پایداری در شرایط dv/dt بالا (تغییر ولتاژ سریع) استفاده می‌شوند. علاوه بر این، شینه‌های مسی عایق‌شده به‌طور گسترده در سیستم‌های انتقال قدرت EV مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از ایزولاسیون ایمن و هدایت جریان کارآمد در هنگام انتقال جریان بالا اطمینان حاصل شود.

 

با توجه به تخلیه جزئی و طراحی عایق، سیستم های خازن اغلب نیاز به بهینه سازی از طریق ساختارهای بسته بندی بسیار قابل اعتماد دارند. به عنوان مثال، طراحی یکپارچه باسبارهای باتری EV و شینه‌های خازن‌های فیلم می‌تواند به طور مؤثری غلظت میدان الکتریکی را در محیط‌های{1} ولتاژ DC بالا کاهش دهد و در نتیجه طول عمر و قابلیت اطمینان کلی سیستم را افزایش دهد.

 

در کاربردهای تبدیل توان و ذخیره انرژی، میله‌های اتصال خازن EV و میله‌های توزیع برق اغلب برای ایجاد اتصالات امپدانس پایین بین ماژول‌های خازن استفاده می‌شوند، در حالی که شین‌های مسی برای سیستم‌های قدرت خودرو پشتیبانی رسانایی پایداری را برای انتقال جریان بالا ارائه می‌کنند و عملکرد مطمئن ماژول‌های قدرت را تحت بار سنگین تضمین می‌کنند.

 

در معماری وسایل نقلیه انرژی جدید و سیستم‌های{0} ولتاژ بالا DC، شین‌های خودرو به عنوان عناصر رسانای اساسی عمل می‌کنند. در ترکیب با شین‌های سفارشی طراحی شده برای توزیع کارآمد توان، شبکه‌های تخصیص توان انعطاف‌پذیر ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، شین‌های مسی رسانای سفارشی توزیع مسیر جریان را از طریق طراحی ساختاری بهینه می‌کنند و در نتیجه تلفات کلی سیستم را کاهش می‌دهند.

 

با توجه به فرآیندهای تولید و سیستم‌های مواد، شینه‌های مسی قلع{0}روکش شده برای خودروهای برقی از درمان‌های سطحی برای افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون و قابلیت اطمینان لحیم کاری استفاده می‌کنند و آنها را قادر می‌سازد تا نیازهای عملکرد طولانی‌مدت را در شرایط پیچیده برآورده کنند. چنین اجزایی برای ماژول‌های قدرت{3} با قابلیت اطمینان بالا حیاتی هستند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سطح یکپارچه‌سازی سیستم، سیستم‌های شینه در پلت‌فرم‌های ولتاژ بالا{0}خودروهای الکتریکی به رویکردی چند بعدی-توازن مدیریت حرارتی، سازگاری الکترومغناطیسی و یکپارچگی ساختاری مکانیکی{2}}برای اطمینان از عملکرد پایدار در میان نوسانات بار دینامیکی نیاز دارند.

به طور خلاصه، طراحی هم‌افزایی خازن‌های فیلم و سیستم‌های شینه به یک تمرکز محوری در بهینه‌سازی الکترونیک قدرت مدرن تبدیل شده است.

 

با پیکربندی استراتژیک ساختارهای رسانا و توپولوژی های خازن،عایق PET اتوبوس بار خودروکاهش تلفات سیستم و همزمان افزایش چگالی توان و قابلیت اطمینان را ممکن می‌سازد و در نتیجه پشتیبانی فنی ضروری برای توسعه آینده سیستم‌های الکترونیکی با ولتاژ بالا و فرکانس بالا- فراهم می‌کند.