面向直流鏈路應(yīng)用的模塊化電容器概念

TDK專為直流鏈路應(yīng)用開發(fā)了模塊化且通用的電力電容器概念。該系列電容器結(jié)合新一代的IGBT模塊，有望快速為牽引、可再生能源和工業(yè)應(yīng)用帶來緊湊型逆變器。

市場對逆變器和所需直流鏈路電容器的要求日益嚴(yán)格，其中包括以緊湊尺寸提供高能量密度、控制快速開關(guān)操作、大電流能力、高工作溫度、與IGBT模塊的機(jī)械兼容性，以及長使用壽命。為滿足上述的所有要求，TDK基于在ModCap?電力電容器方面長期積累的專業(yè)知識，開發(fā)了一種新的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)展的直流母線電容器概念。該系列不同于多數(shù)傳統(tǒng)的直流鏈路電容器，改用方形設(shè)計(jì)，配備塑料外殼，并且有兩種型號可選：243 x 169.5 x 90 mm或258 x 215 x 115 mm（圖1）。

ModCap采用并聯(lián)的扁平繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并填充聚氨酯樹脂。這種設(shè)計(jì)使其能盡可能靠近 IGBT 模塊安裝，最大限度縮短了引線。加上低至 14 nH 的超低自感，可確保在斷電時有效防止 IGBT 模塊上出現(xiàn)明顯電壓過沖。如此一來，一般情況下就無需額外的緩沖電容器，從而能減小空間需求并降低新型逆變器的設(shè)計(jì)成本。

圖1 方形設(shè)計(jì)使得電容器能靠近IGBT模塊安裝，有效降低電感，并方便并聯(lián)連接

通過熱建模和電磁建?？s短上市時間。

該系列電容器采用雙軸取向聚丙烯 (BOPP) 作為電介質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)一致的90°C熱點(diǎn)溫度，同時顯著增強(qiáng)自愈性。借助仿真軟件，TDK還能根據(jù)客戶指定的頻譜、最大電流和安裝方式等參數(shù)計(jì)算電容器的熱反應(yīng)（圖2），并能評估可能出現(xiàn)的熱點(diǎn)位置。必要時，我們可將評估結(jié)果附加在型式認(rèn)證中。這樣能為客戶帶來極大優(yōu)勢，如無需復(fù)雜和冗長的測試和重新設(shè)計(jì)工作，大幅縮短了產(chǎn)品上市時間，從而贏得明顯的競爭優(yōu)勢。

圖2 電容器內(nèi)部的溫度分布仿真。在上圖示例中，最低溫度與最高溫度之間的溫差約為20 K

我們還能模擬時間和頻率范圍內(nèi)的電磁特性和熱性能，以便輕松確定損耗及其在電容器內(nèi)的分布情況，從而進(jìn)一步幫助客戶縮短產(chǎn)品上市時間。

寬泛的電容和電壓范圍

ModCap系列的新型B25645A*電容器的額定電壓范圍為1100 V至2300 V，電容范圍為365 μF至2525 μF，額定電流范圍為105 A至180 A，具體視型號而定。此外，所有型號都專為5 kA周期脈沖電流而設(shè)計(jì)，具備UL94 V-0的阻燃等級，滿足EN 45545-2 HL2 R22-HL3 R23關(guān)于材料的防火和煙霧排放要求，非常適合牽引應(yīng)用。