Analýza charakteristik dielektrických ztrát a jejich vlivu na kondenzátory filmu IGBT

1. mechanismus dielektrické ztráty
Když je IGBT snubberský filmový kondenzátor v externím elektrickém poli, izolační materiál (tj. Film dielektrický) uvnitř jeho absorbuje a rozptyluje signál v elektrickém poli. Tento proces nejen způsobuje ztrátu energie signálu, ale je také doprovázen přeměnou energie a rozptylem. Tato energie spotřebovaná za jednotku času v důsledku elektrického pole se nazývá ztrátová síla dielektrického nebo zkrátka dielektrické ztráty. Generování dielektrických ztráty pramení hlavně z mikrostrukturálních charakteristik uvnitř izolačního materiálu a polarizačního procesu pod působením elektrického pole.

Pod působením elektrického pole budou dipóly uvnitř izolačního materiálu orientovány a polarizovány. Protože však pohyb dipólů musí překonat určitý odpor, proces polarizace není okamžitě dokončen, ale existuje určitý účinek hystereze. Tento účinek hystereze způsobuje, že se energie elektrického pole ztratí v procesu převodu na tepelnou energii, tj. Dielektrické ztráty.

2. vliv dielektrické ztráty na výkon kondenzátoru
Dielektrická ztráta má mnoho účinků na výkonnost IGBT snubber filmové kondenzátory . Nejprve dielektrická ztráta způsobí, že se kondenzátor během provozu zahřívá a zvyšuje jeho vnitřní teplotu. Pokud teplota stále roste, nejen sníží izolační výkon kondenzátoru, ale může také způsobit tepelné stárnutí dielektrického materiálu, čímž se zkrátí životnost kondenzátoru.

Za druhé, dielektrická ztráta zvýší ekvivalentní odpor řady (ESR) kondenzátoru a sníží účinnou míru využití jeho kapacitance. To způsobí, že se výkon kondenzátoru zhoršuje ve vysokofrekvenčních aplikacích, což ovlivňuje spínací rychlost a účinnost IGBT. Současně může zvýšená ESR také způsobit rezonanci v obvodu a narušit normální provoz obvodu.

Kromě toho může nadměrná dielektrická ztráta také způsobit poruchu kondenzátoru. Když dielektrická ztráta způsobí, že vnitřní teplota kondenzátoru je příliš vysoká, izolační výkon izolačního materiálu prudce poklesne. V této době, pokud napětí přenášené kondenzátorem překročí hodnotu jmenovitého napětí, může to způsobit selhání poruchy, což má za následek poškození kondenzátoru a dokonce způsobit selhání zkruhového systému obvodu.

3. opatření ke snížení dielektrické ztráty
Za účelem snížení dielektrické ztráty kondenzátoru filmu IGBT snubber a zlepšení jeho stability výkonu lze přijmout následující opatření:

Vyberte dielektrické materiály s nízkou ztrátou: Výběr izolačních materiálů s charakteristikami s nízkou ztrátou, protože dielektrická vrstva kondenzátoru může účinně snížit dielektrické ztráty.
Optimalizujte strukturu kondenzátoru: Optimalizací strukturálního návrhu kondenzátoru, jako je zvýšení tloušťky dielektrické vrstvy a zlepšení kontaktního rozhraní mezi elektrodou a dielektrikem, lze snížit dielektrickou ztrátu a může být zlepšena stabilita kondenzátoru.
Řízení pracovního prostředí: Udržování stability pracovního prostředí kondenzátoru a zabránění vlivu nepříznivých faktorů, jako je nadměrná teplota a nadměrná vlhkost, může pomoci snížit dielektrické ztráty a prodloužit životnost kondenzátoru.
Pravidelná kontrola a údržba: Pravidelná kontrola a údržba kondenzátoru na okamžitou detekci a řešení možných rizik poruch může zajistit dlouhodobý stabilní provoz kondenzátoru.