આ અઠવાડિયે આપણે ડીસી-લિંક કેપેસિટરમાં ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટરને બદલે ફિલ્મ કેપેસિટરના ઉપયોગનું વિશ્લેષણ કરીશું. આ લેખ બે ભાગમાં વહેંચાયેલો હશે.

નવા ઉર્જા ઉદ્યોગના વિકાસ સાથે, ચલ વર્તમાન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે તે મુજબ થાય છે, અને પસંદગી માટેના મુખ્ય ઉપકરણોમાંના એક તરીકે DC-લિંક કેપેસિટર્સ ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. DC ફિલ્ટર્સમાં DC-લિંક કેપેસિટર્સને સામાન્ય રીતે મોટી ક્ષમતા, ઉચ્ચ વર્તમાન પ્રક્રિયા અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વગેરેની જરૂર પડે છે. ફિલ્મ કેપેસિટર્સ અને ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટરની લાક્ષણિકતાઓની તુલના કરીને અને સંબંધિત એપ્લિકેશનોનું વિશ્લેષણ કરીને, આ પેપર તારણ કાઢે છે કે સર્કિટ ડિઝાઇનમાં ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ, ઉચ્ચ રિપલ કરંટ (IRMs), ઓવર-વોલ્ટેજ આવશ્યકતાઓ, વોલ્ટેજ રિવર્સલ, ઉચ્ચ ઇનરશ કરંટ (dV/dt) અને લાંબા જીવનની જરૂર પડે છે. મેટલાઇઝ્ડ વેપર ડિપોઝિશન ટેકનોલોજી અને ફિલ્મ કેપેસિટર ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, ફિલ્મ કેપેસિટર્સ ભવિષ્યમાં ડિઝાઇનર માટે પ્રદર્શન અને કિંમતની દ્રષ્ટિએ ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટરને બદલવાનો ટ્રેન્ડ બનશે.

વિવિધ દેશોમાં નવી ઉર્જા સંબંધિત નીતિઓ અને નવા ઉર્જા ઉદ્યોગના વિકાસ સાથે, આ ક્ષેત્રમાં સંબંધિત ઉદ્યોગોના વિકાસથી નવી તકો મળી છે. અને કેપેસિટર્સ, એક આવશ્યક અપસ્ટ્રીમ સંબંધિત ઉત્પાદન ઉદ્યોગ તરીકે, નવી વિકાસ તકો પણ મેળવી છે. નવી ઉર્જા અને નવા ઉર્જા વાહનોમાં, કેપેસિટર્સ ઊર્જા નિયંત્રણ, પાવર મેનેજમેન્ટ, પાવર ઇન્વર્ટર અને DC-AC કન્વર્ઝન સિસ્ટમ્સમાં મુખ્ય ઘટકો છે જે કન્વર્ટરનું જીવન નક્કી કરે છે. જો કે, ઇન્વર્ટરમાં, DC પાવરનો ઉપયોગ ઇનપુટ પાવર સ્ત્રોત તરીકે થાય છે, જે DC બસ દ્વારા ઇન્વર્ટર સાથે જોડાયેલ છે, જેને DC-લિંક અથવા DC સપોર્ટ કહેવામાં આવે છે. ઇન્વર્ટર DC-લિંકમાંથી ઉચ્ચ RMS અને પીક પલ્સ કરંટ મેળવે છે, તેથી તે DC-લિંક પર ઉચ્ચ પલ્સ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે, જેનાથી ઇન્વર્ટરને ટકી રહેવું મુશ્કેલ બને છે. તેથી, DC-લિંકમાંથી ઉચ્ચ પલ્સ કરંટને શોષવા અને ઇન્વર્ટરના ઉચ્ચ પલ્સ વોલ્ટેજ વધઘટને સ્વીકાર્ય શ્રેણીમાં અટકાવવા માટે DC-લિંક કેપેસિટરની જરૂર છે; બીજી બાજુ, તે ઇન્વર્ટરને DC-લિંક પર વોલ્ટેજ ઓવરશૂટ અને ક્ષણિક ઓવર-વોલ્ટેજથી પ્રભાવિત થવાથી પણ અટકાવે છે.

નવી ઉર્જા (પવન ઉર્જા ઉત્પાદન અને ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર ઉત્પાદન સહિત) અને નવી ઉર્જા વાહન મોટર ડ્રાઇવ સિસ્ટમમાં DC-લિંક કેપેસિટરના ઉપયોગનો યોજનાકીય આકૃતિ આકૃતિ 1 અને 2 માં દર્શાવેલ છે.

આકૃતિ 1 પવન ઉર્જા કન્વર્ટર સર્કિટ ટોપોલોજી દર્શાવે છે, જ્યાં C1 એ DC-લિંક છે (સામાન્ય રીતે મોડ્યુલમાં સંકલિત), C2 એ IGBT શોષણ, C3 એ LC ફિલ્ટરિંગ (નેટ સાઇડ) છે, અને C4 રોટર સાઇડ DV/DT ફિલ્ટરિંગ છે. આકૃતિ 2 એ PV પાવર કન્વર્ટર સર્કિટ ટેકનોલોજી દર્શાવે છે, જ્યાં C1 એ DC ફિલ્ટરિંગ છે, C2 એ EMI ફિલ્ટરિંગ છે, C4 એ DC-લિંક છે, C6 એ LC ફિલ્ટરિંગ (ગ્રીડ સાઇડ) છે, C3 એ DC ફિલ્ટરિંગ છે, અને C5 એ IPM/IGBT શોષણ છે. આકૃતિ 3 નવી ઉર્જા વાહન સિસ્ટમમાં મુખ્ય મોટર ડ્રાઇવ સિસ્ટમ દર્શાવે છે, જ્યાં C3 એ DC-લિંક છે અને C4 એ IGBT શોષણ કેપેસિટર છે.

ઉપરોક્ત નવી ઉર્જા એપ્લિકેશનોમાં, ડીસી-લિંક કેપેસિટર્સ, એક મુખ્ય ઉપકરણ તરીકે, પવન ઉર્જા ઉત્પાદન પ્રણાલીઓ, ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમો અને નવી ઉર્જા વાહન સિસ્ટમોમાં ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને લાંબા આયુષ્ય માટે જરૂરી છે, તેથી તેમની પસંદગી ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. નીચે ફિલ્મ કેપેસિટર્સ અને ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટરની લાક્ષણિકતાઓની સરખામણી અને ડીસી-લિંક કેપેસિટર એપ્લિકેશનમાં તેમના વિશ્લેષણ છે.

૧.સુવિધાઓની સરખામણી

૧.૧ ફિલ્મ કેપેસિટર્સ

ફિલ્મ મેટલાઇઝેશન ટેકનોલોજીનો સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ રજૂ કરવામાં આવે છે: પાતળા ફિલ્મ મીડિયાની સપાટી પર ધાતુનો પૂરતો પાતળો સ્તર બાષ્પીભવન થાય છે. માધ્યમમાં ખામીની હાજરીમાં, સ્તર બાષ્પીભવન થવામાં સક્ષમ હોય છે અને આમ રક્ષણ માટે ખામીયુક્ત સ્થળને અલગ કરી શકાય છે, આ ઘટનાને સ્વ-હીલિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

આકૃતિ 4 મેટલાઇઝેશન કોટિંગના સિદ્ધાંત દર્શાવે છે, જ્યાં પાતળા ફિલ્મ મીડિયાને બાષ્પીભવન પહેલાં પ્રીટ્રીટ કરવામાં આવે છે (અન્યથા કોરોના) જેથી ધાતુના અણુઓ તેને વળગી શકે. ધાતુનું વેક્યૂમ હેઠળ ઊંચા તાપમાને ઓગળીને બાષ્પીભવન થાય છે (એલ્યુમિનિયમ માટે 1400℃ થી 1600℃ અને ઝીંક માટે 400℃ થી 600℃), અને જ્યારે તે ઠંડુ ફિલ્મ (ફિલ્મ કૂલિંગ તાપમાન -25℃ થી -35℃) ને મળે છે ત્યારે ફિલ્મની સપાટી પર ધાતુની વરાળ ઘટ્ટ થાય છે, આમ મેટલ કોટિંગ બને છે. મેટલાઇઝેશન ટેકનોલોજીના વિકાસથી પ્રતિ યુનિટ જાડાઈમાં ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિકની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિમાં સુધારો થયો છે, અને ડ્રાય ટેકનોલોજીના પલ્સ અથવા ડિસ્ચાર્જ એપ્લિકેશન માટે કેપેસિટરની ડિઝાઇન 500V/µm સુધી પહોંચી શકે છે, અને DC ફિલ્ટર એપ્લિકેશન માટે કેપેસિટરની ડિઝાઇન 250V/µm સુધી પહોંચી શકે છે. DC-લિંક કેપેસિટર બાદમાંનું છે, અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એપ્લિકેશન માટે IEC61071 અનુસાર કેપેસિટર વધુ ગંભીર વોલ્ટેજ આંચકાનો સામનો કરી શકે છે, અને રેટ કરેલ વોલ્ટેજના 2 ગણા સુધી પહોંચી શકે છે.

તેથી, વપરાશકર્તાએ ફક્ત તેમની ડિઝાઇન માટે જરૂરી રેટેડ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. મેટલાઇઝ્ડ ફિલ્મ કેપેસિટર્સમાં નીચા ESR હોય છે, જે તેમને મોટા રિપલ કરંટનો સામનો કરવાની મંજૂરી આપે છે; નીચલું ESL ઇન્વર્ટરની ઓછી ઇન્ડક્ટન્સ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે અને સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઓસિલેશન અસર ઘટાડે છે.

ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિકની ગુણવત્તા, મેટલાઇઝેશન કોટિંગની ગુણવત્તા, કેપેસિટર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયા મેટલાઇઝ્ડ કેપેસિટરની સ્વ-હીલિંગ લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે. ઉત્પાદિત ડીસી-લિંક કેપેસિટર માટે વપરાતું ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિક મુખ્યત્વે OPP ફિલ્મ છે.

પ્રકરણ ૧.૨ ની સામગ્રી આવતા અઠવાડિયાના લેખમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવશે.