Русский
English
Français
Deutsch
Español
Italiano
Português
日本語
한국어
ДомЛетающие конденсаторы в каскадах фотоэлектрических усилителей
В многоуровневом преобразователе с летающими конденсаторами дополнительные (промежуточные) уровни напряжения (помимо двух уровней, которые естественным образом задаются звеном постоянного тока) генерируются с использованием дополнительных конденсаторов. Эти конденсаторы могут плавать до разных электрических потенциалов в зависимости от состояния переключения полупроводникового переключателя. структура, подключенная к ним. Поэтому их называют «летучими конденсаторами». После зарядки до нужного напряжения (например, половины напряжения звена постоянного тока) они действуют как своего рода «источники напряжения» в течение следующего полупериода переключения. , тем самым обеспечивая дополнительные уровни напряжения.
Поскольку в этом режиме работы эти конденсаторы подвергаются высоким пульсациям тока и частотам переключения, в то время как они должны поддерживать определенное напряжение, важно тщательно выбирать правильные компоненты для этого требовательного применения. Ниже мы рассмотрим некоторые примеры проектирования и компоненты. предложения для них.
Применяются следующие допущения: ΔUFC = 80 Вpp как верхний предел пульсаций напряжения на летающем конденсаторе, частота переключения fSW = 16 кГц и максимальный пиковый ток Ipeak = 60 А. Следовательно, требуемая емкость летающего конденсатора CFC = 24 мкФ, что можно рассчитать с помощью соответствующего уравнения. (Ссылка: Технический документ Vincotech «Преимущества и работа усилителей с летающими конденсаторами»). Температура окружающей среды должна составлять 60 °C, при условии, что тепло от силовых модулей существенно не влияет на летающий конденсатор. Выделенное тепло рассеивается в основном через печатную плату, а меньшая его часть рассеивается в неподвижном воздухе за счет естественной конвекции. Для этого приложения можно рассмотреть различные технологии конденсаторов. Однако в дальнейшем основное внимание будет уделено пленочным конденсаторам TDK и технологии керамических конденсаторов CeraLink®:
TDK предлагает различные диапазоны напряжений и емкостей для удовлетворения основных требований клиентов при работе в звене постоянного тока. Механическая конструкция варьируется от 2 до 4 контактов, а различные варианты размещения выводов также улучшают некоторые электрические характеристики, такие как низкая самоиндукция и высокая резонансная частота. Высокая резонансная частота, плотность энергии, пульсирующий ток, температура окружающей среды до 125 °C и защита от влаги, в дополнение к длительному сроку службы (> 100 тыс. часов) и стабильности значения емкости, являются отличными вариантами конструкции для высокочастотных коммутационных приложений.
Для выбора конденсатора, данных моделирования и моделирования приложений посетите наш веб-сайт CLARA (Приложение о сроке службы и номинальных характеристиках конденсаторов).
CeraLink® — это семейство очень компактных конденсаторов для стабилизации напряжения в звене постоянного тока или для использования в снабберных устройствах. Эти продукты основаны на уникальной технологии антисегнетоэлектрической керамики, материал которой демонстрирует увеличение емкости с увеличением напряжения. CeraLink® разработан для того, чтобы предоставить инженерам компактные компоненты, оптимизированные для быстродействующих преобразователей (например, SiC/GaN), преобразователей с очень ограниченным пространством и преобразователей, которые должны выдерживать высокие рабочие температуры до 150 °C.
Важно отметить, что поведение емкости CeraLink® нелинейно и оптимизировано для работы в условиях смещения постоянного тока и повышенной температуры окружающей среды. Дополнительную информацию см. в нашем Техническом руководстве или в нашем наборе инструментов моделирования. При уровне смещения постоянного тока 600 В постоянного тока и наложенном пульсирующем напряжении 80 В (размах) можно рассмотреть вариант CeraLink® FA10 700 В, обеспечивающий эффективную емкость обычно 4 мкФ в диапазоне температур 25–60 °C.
В следующих таблицах сравниваются геометрические и электрические характеристики двух рассмотренных конденсаторов. Если нет ограничений по пространству, пленочное решение имеет больше преимуществ с точки зрения стоимости и количества компонентов, поскольку одна или несколько частей могут соответствовать электрическим требованиям. Напротив, CeraLink® может быть вариантом, если общая высота решения имеет решающее значение или технология сквозного монтажа невозможна. Более того, CeraLink® демонстрирует явные преимущества, когда требуется более высокий ток и/или если увеличивается частота переключения.