Í þessari viku ætlum við að greina notkun filmuþétta í stað rafgreiningarþétta í jafnstraumsþéttum. Þessi grein skiptist í tvo hluta.

Með þróun nýrrar orkuiðnaðar er breytileg straumtækni almennt notuð í samræmi við það, og DC-Link þéttar eru sérstaklega mikilvægir sem einn af lykiltækjunum við val. DC-Link þéttar í DC síum þurfa almennt mikla afkastagetu, mikla straumvinnslu og mikla spennu, o.s.frv. Með því að bera saman eiginleika filmuþétta og rafgreiningarþétta og greina tengd forrit, kemst þessi grein að þeirri niðurstöðu að í rafrásahönnunum sem krefjast mikillar rekstrarspennu, mikils öldustraums (Irms), ofspennukrafna, spennuviðsnúnings, mikils innstreymisstraums (dV/dt) og langrar líftíma. Með þróun málmgufuútfellingartækni og filmuþéttatækni munu filmuþéttar verða vinsæl hjá hönnuðum til að skipta út rafgreiningarþéttum hvað varðar afköst og verð í framtíðinni.

Með innleiðingu nýrrar orkustefnu og þróun nýrrar orkuiðnaðar í ýmsum löndum hefur þróun skyldra iðnaðar á þessu sviði fært ný tækifæri. Og þéttar, sem nauðsynlegur uppstreymis tengdur vöruiðnaður, hafa einnig skapað ný þróunartækifæri. Í nýrri orku og nýjum orkutækjum eru þéttar lykilþættir í orkustýringu, orkustjórnun, aflgjafarafmagnsbreyti og DC-AC umbreytingarkerfum sem ákvarða líftíma breytisins. Hins vegar er jafnstraumur notaður sem inntaksaflgjafi í inverternum, sem er tengdur við inverterinn í gegnum DC-bussa, sem kallast DC-Link eða DC stuðningur. Þar sem inverterinn fær háa RMS og hámarks púlsstrauma frá DC-Link, myndar hann háa púlsspennu á DC-Link, sem gerir það erfitt fyrir inverterinn að standast. Þess vegna er DC-Link þéttinn nauðsynlegur til að gleypa háan púlsstraum frá DC-Link og koma í veg fyrir að háar púlsspennusveiflur invertersins séu innan ásættanlegra marka; á hinn bóginn kemur það einnig í veg fyrir að inverterarnir verði fyrir áhrifum af spennuofspennu og tímabundinni ofspennu á DC-Link.

Skýringarmynd af notkun DC-Link þétta í nýjum orkugjöfum (þar á meðal vindorkuframleiðslu og sólarorkuframleiðslu) og nýjum orkugjöfum fyrir ökutæki er sýnd á myndum 1 og 2.

Mynd 1 sýnir rafrásaruppbyggingu vindorkubreytis, þar sem C1 er DC-Link (almennt samþætt einingunni), C2 er IGBT frásog, C3 er LC síun (nethliðin) og C4 er DV/DT síun á snúningshlutanum. Mynd 2 sýnir rafrásartækni sólarorkubreytis, þar sem C1 er DC síun, C2 er EMI síun, C4 er DC-Link, C6 er LC síun (nethliðin), C3 er DC síun og C5 er IPM/IGBT frásog. Mynd 3 sýnir aðalmótorinn í nýja orkukerfinu, þar sem C3 er DC-Link og C4 er IGBT frásogsþétti.

Í ofangreindum nýjum orkukerfum eru DC-Link þéttar, sem lykiltæki, nauðsynlegir fyrir mikla áreiðanleika og langan líftíma í vindorkukerfum, sólarorkukerfum og nýjum orkukerfum fyrir ökutæki, þannig að val þeirra er sérstaklega mikilvægt. Eftirfarandi er samanburður á eiginleikum filmuþétta og rafgreiningarþétta og greining á þeim í DC-Link þéttaforritum.

1. Eiginleikasamanburður

1.1 Filmþéttar

Fyrst er kynnt meginreglan á bak við filmumálmmyndunartækni: nægilega þunnt lag af málmi er gufað upp á yfirborði þunnfilmumiðilsins. Ef galli er í miðlinum getur lagið gufað upp og þannig einangrað gallaða blettinn til verndar, fyrirbæri sem kallast sjálfsgræðslu.

Mynd 4 sýnir meginregluna að baki málmhúðun, þar sem þunnfilmuefnið er formeðhöndlað (eða með kórónu eða öðru) áður en það gufar upp svo að málmsameindir geti fest sig við það. Málmurinn er gufaður upp með því að leysast upp við háan hita í lofttæmi (1400℃ til 1600℃ fyrir ál og 400℃ til 600℃ fyrir sink), og málmgufan þéttist á yfirborði filmunnar þegar hún mætir kældu filmunni (kælingarhitastig filmunnar -25℃ til -35℃), og myndar þannig málmhúð. Þróun málmhúðunartækni hefur bætt rafsvörunarstyrk filmunnar á hverja þykktareiningu, og hönnun þétta fyrir púls- eða útskriftarnotkun með þurrtækni getur náð 500V/µm, og hönnun þétta fyrir DC-síunotkun getur náð 250V/µm. DC-Link þéttir tilheyra síðarnefnda flokknum, og samkvæmt IEC61071 fyrir aflrafmagnsforrit getur þéttirinn þolað meiri spennuáfall og getur náð tvöfaldri málspennu.

Þess vegna þarf notandinn aðeins að taka tillit til mælingar á rekstrarspennunni sem krafist er fyrir hönnunina. Málmfilmuþéttar hafa lágt ESR, sem gerir þeim kleift að þola stærri öldustrauma; lægra ESL uppfyllir kröfur um lága spanstuðulshönnun invertera og dregur úr sveifluáhrifum við rofatíðni.

Gæði rafskautsfilmunnar, gæði málmhúðunarinnar, hönnun þéttisins og framleiðsluferlið ákvarða sjálfgræðandi eiginleika málmhúðaðra þétta. Rafskautsfilman sem notuð er í DC-Link þétta er aðallega OPP filma.

Efni kafla 1.2 verður birt í greininni í næstu viku.