逆變電源系統中直流支撐電容器的應用及分析

鑒于內部引線(xiàn)對雜散電感的影響，我們利用公式(6)估算導線(xiàn)電感量，通過(guò)對導線(xiàn)截面以及長(cháng)度的調整，以達到在滿(mǎn)足產(chǎn)品過(guò)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，以達到減小電感部分熱損耗的目的。

其次，我們通過(guò)對產(chǎn)品芯子連接結構進(jìn)行調整，使得產(chǎn)品各個(gè)芯子單元之間達到比價(jià)均勻的電流分布。圖6所示是我們調整之后的連接結構：

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)熱嚴重的問(wèn)題。

再次，我們通過(guò)對產(chǎn)品內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(guò)對銅排進(jìn)行尺寸調整并且進(jìn)行適當的裁剪，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(wú)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(guò)電流試驗數據摘錄

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數據分析，5號、6號、8號點(diǎn)可見(jiàn)，產(chǎn)品外殼表面各點(diǎn)溫度分布比較均勻，溫差不超過(guò)3℃。并且從表1與表2各相應點(diǎn)數據進(jìn)行分析，可見(jiàn)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、結語(yǔ)

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(wèn)題，而且降低了設備的損耗功率，從而提高了機器的使用壽命。

隨著(zhù)工業(yè)發(fā)展的需要與順應環(huán)保節能的主題，逆變電源使用越來(lái)越廣泛，因此對其的技術(shù)要求更為嚴格。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(guò)充分考慮電容器內部芯子排布、引線(xiàn)分布電感以及磁性材料加熱的影響，選用更優(yōu)化的接線(xiàn)方式和設計方案，使DC-Link電容器能夠滿(mǎn)足技術(shù)不斷發(fā)展的需求，反過(guò)來(lái)促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。