Penggunaan panel surya dan kendaraan listrik (EV) terus meningkat. Sistem tenaga mereka bergantung pada konverter DC/DC dan inverter DC/AC, yang membutuhkan kapasitor untuk mengurangi gelombang frekuensi rendah,Filter komponen frekuensi tinggi yang menyebabkan interferensi elektromagnetik (EMI)Kondensator yang digunakan dalam aplikasi daya tersebut harus dapat diandalkan, kompak, dan dapat digunakan untuk mengontrol aliran listrik.ringan, memiliki umur panjang, dan memiliki kinerja frekuensi tinggi yang baik.
Meskipun kapasitor film tipis sangat cocok untuk aplikasi daya ini, desainer harus memahami struktur dan karakteristik mereka untuk membuat pilihan yang tepat.
Artikel ini akan secara singkat memperkenalkan kapasitor film tipis. Kemudian, mengambil produk Divisi Elektronik Eaton sebagai contoh, diskusikan cara memilih dan menggunakan kapasitor film tipis untuk aplikasi daya.
kapasitor film
Seperti semua kapasitor, kapasitor film terdiri dari dua pelat konduktif yang dipisahkan oleh media isolasi yang terdiri dari lapisan film plastik.Film plastik biasanya terbuat dari polipropilena dan memiliki kerugian rendah, medium kekuatan tinggi (Gambar 1). Piring konduktif adalah foil logam tipis atau lapisan logam tipis yang disimpan pada dielektrik. Bungkus foil logam dan film di sekitar poros inti, menghubungkan kabel,dan kemudian mengkapsul kondensator dalam casing plastik dan menutupnya dengan resin epoksi untuk melindunginya dari pengaruh lingkungan.
Ditampilkan adalah film tipis kapasitor yang terdiri dari poros inti yang bergelombang yang berisi lapisan logam bergantian dan lapisan dielektrik
Gambar 1: Kondensator film tipis terdiri dari poros inti yang bergelombang yang mengandung lapisan logam dan dielektrik bergantian, disegel dalam casing plastik pelindung. (Sumber gambar: Eaton Electronics Division,dimodifikasi oleh Art Pini)
Meskipun kepadatan energi kapasitor film tipis relatif rendah, mereka memiliki kepadatan kapasitansi yang tinggi dan karakteristik lainnya.Kondensator film tipis tidak memiliki polaritas dan cocok untuk sirkuit AC dan DCDibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan elektrolit cair atau semi cair, dielektrik padat kering dari kapasitor film tipis memiliki keandalan yang lebih tinggi, nilai kapasitansi yang stabil,dan stabilitas suhu yang sangat baikInduktansi seri setara yang lebih rendah (ESL) dan resistensi seri setara (ESR) memastikan penanganan arus riak yang tinggi secara efisien,membuat kapasitor film tipis yang sangat cocok untuk aplikasi frekuensi tinggiFitur terbesar dari film tipis kondensator mungkin kemampuan penyembuhan diri mereka Jika kerusakan dielektrik terjadi, titik panas lokal akan dihasilkan,menyebabkan logam yang berdekatan menguap dan membentuk lubang yang tidak konduktif, tetapi kondensator masih dapat berfungsi normal, sehingga memperpanjang umur layanan.
kapasitor film
Kondensator film tipis dirancang untuk aplikasi tertentu, dengan jenis umum termasuk keamanan, DC link, AC filter, dan pulsa.Kondensator film aman digunakan untuk mengurangi radiasi yang dilakukan dalam aplikasi penyaringan jalur AC. Banyak standar keselamatan internasional menentukan persyaratan untuk melakukan EMI. Pertimbangkan untuk melengkapi kendaraan listrik dengan pengisi daya DC yang didukung melalui sirkuit.modus umum dan modus diferensial EMI penyaringan melalui kondensator dapat memberikan jalur impedansi rendah untuk sinyal kebisingan untuk dialihkan sambil mencapai disipasi daya terendah.
Penekanan EMI dicapai melalui filter jalur yang mencakup kondensator film tipis antara saluran listrik dan catu daya switch (Gambar 2).
Kondensator film keamanan CX dan CY dalam filter garis (klik untuk memperbesar)
Gambar 2: Kondensator film keamanan CX dan CY terintegrasi ke dalam filter jalur untuk mencegah EMI menyebar ke jalur listrik. (Sumber gambar: Divisi Elektronik Eaton)
Menempatkan kapasitor yang diberi label dengan kabel CX ke kawat dapat mengurangi EMI mode diferensial.
DC link capacitors adalah filter perataan dalam sirkuit DC antara tahap AC.memasang filter kondensator induktor (L-C) pada bus DC antara tahap rectifier dan inverter dari sirkuit drive motor (Gambar 3).