Analiza karakteristika dielektričnih gubitaka i njihov utjecaj na IGBT puferske filmske kondenzatore

1. Mehanizam dielektričnog gubitka
Kada je filmski kondenzator IGBT snubber u vanjskom električnom polju, izolacijski materijal (tj. Dielektrični film) unutar njega apsorbira i raspršuje signal u električno polje. Ovaj postupak ne samo da uzrokuje gubitak energije signala, već je praćen i pretvaranjem energije i rasipanjem. Ova energija koja se troši po jedinici vremena zbog električnog polja naziva se gubitkom dielektričnog ili dielektričnog gubitka. Stvaranje dielektričnog gubitka uglavnom proizlazi iz mikrostrukturnih karakteristika unutar izolacijskog materijala i postupka polarizacije pod djelovanjem električnog polja.

Pod djelovanjem električnog polja dipoli unutar izolacijskog materijala bit će orijentirani i polarizirani. Međutim, budući da kretanje dipola mora prevladati određeni otpor, postupak polarizacije nije završen odmah, ali postoji određeni učinak histereze. Ovaj efekt histereze uzrokuje gubitak energije električnog polja u procesu pretvaranja u toplinsku energiju, tj. Dielektrični gubitak.

2. Utjecaj dielektričnog gubitka na performanse kondenzatora
Dielektrični gubitak ima mnogo učinaka na performanse IGBT Snubber filmski kondenzatori . Prvo, dielektrični gubitak uzrokuje zagrijavanje kondenzatora tijekom rada i povećati unutarnju temperaturu. Ako temperatura i dalje raste, ne samo da će smanjiti izolacijske performanse kondenzatora, već će također uzrokovati toplinsko starenje dielektričnog materijala, skraćujući na taj način uslužni vijek kondenzatora.

Drugo, dielektrični gubitak povećat će ekvivalentni serijski otpor (ESR) kondenzatora i smanjiti efektivnu brzinu korištenja njegove vrijednosti kapacitivnosti. Zbog toga će se performanse kondenzatora pogoršati pod visokofrekventnim aplikacijama, što utječe na brzinu prebacivanja i učinkovitost IGBT-a. Istodobno, povećani ESR može također uzrokovati rezonancu u krugu i ometati normalan rad kruga.

Pored toga, pretjerani dielektrični gubitak može također uzrokovati kvar kondenzatora. Kad dielektrični gubitak uzrokuje previsoku unutarnju temperaturu kondenzatora, performanse izolacije izolacijskog materijala naglo će pasti. U ovom trenutku, ako napon koji nosi kondenzator premašuje njegovu nazivnu vrijednost napona, to može uzrokovati kvar raspada, što rezultira oštećenjem kondenzatora, pa čak i uzrokovati kvar kratkog spoja u sustavu kruga.

3. Mjere za smanjenje dielektričnog gubitka
Kako bi se smanjio dielektrični gubitak IGBT Snubber -ovog kondenzatora filma i poboljšati njegovu stabilnost performansi, mogu se poduzeti sljedeće mjere:

Odaberite dielektrični materijali s malim gubitkom: Odabir izolacijskih materijala s karakteristikama malog gubitka kao dielektrični sloj kondenzatora može učinkovito smanjiti dielektrični gubitak.
Optimizirajte strukturu kondenzatora: Optimiziranjem strukturnog dizajna kondenzatora, poput povećanja debljine dielektričnog sloja i poboljšanja kontaktnog sučelja između elektrode i dielektrika, dielektrični gubitak može se smanjiti i stabilnost kondenzatora može se poboljšati.
Kontroliranje radnog okruženja: Održavanje stabilnosti radnog okruženja kondenzatora i izbjegavanje utjecaja štetnih čimbenika kao što su prekomjerna temperatura i prekomjerna vlaga mogu pomoći u smanjenju dielektričnog gubitka i proširivanju radnog vijeka kondenzatora.
Redovita inspekcija i održavanje: Redovito pregledavanje i održavanje kondenzatora za brzo otkrivanje i rješavanje potencijalnih opasnosti od grešaka može osigurati dugoročni stabilan rad kondenzatora.