Teljesítmény kondenzátorok, hogyan kell választani
Teljesítmény kondenzátorok: hogyan kell kiválasztani
A korszerű lüktető teljesítményű eszközök segítségével a hálózati kapcsoló MOSFET vagy IGBT tranzisztorok, azzal jellemezve üzemmódok kapcsolódó nagysebességű áramok kapcsolására tíz, száz vagy akár több ezer amper. Általános szabály, hogy a szakértők nem különösebben gondolt a számítási mód, amikor kiválasztja kondenzátorok
alacsony fogyasztású áramkörök. Az ilyen „gondatlan” teljesen elfogadhatatlan kiszámításakor eszközök kondenzátorok teljesítmény átalakítók. Írástudatlan választásukat, és a nem megfelelő számítási működési módját jelentősen csökkentheti a megbízhatóság a gépek és váratlan meghibásodások.
Ha csoportosítjuk az összes ismert tényező, amely befolyásolja a megbízhatóságát a munkát, a meghibásodási okok csak két: - meghaladja a legnagyobb paraméterek
- sérti a használati körülmények között. A szempontból a legtöbb gyártó, a legfontosabb tényezők a következők:
- pulzáló, pulzáló hatékony áramok nem felelnek meg a megengedett maximális teljesítmény disszipáció hő;
- csúcs, pulzus, a tényleges feszültséget és az érvénytelen változás mértéke;
- a helyi túlmelegedést, és megengedhetetlenül magas környezeti hőmérséklet;
- helytelen paramétereit elektromos csatlakozások;
- mechanikai hatás.
Az első két tényező lehet és kell figyelembe venni a szakaszában kiszámítása elektromágneses és termikus eljárások a készülék design.
Jellemzően kondenzátor gyártók minimális sor paramétert eredményeznek műszaki dokumentáció: feszültség limit, jelenlegi osztályzat maximális amplitúdója áram, a veszteségi tényező; ritkán eredményez ekvivalens soros ellenállást (ESR), egy ekvivalens soros induktivitást (ESL). A műszaki adatok több „haladó” gyártók megtalálható az átmeneti termikus ellenállás, a maximális értékeit lökőáram és a megbízhatóság indexek [1].
Egyszerűsített eljárás választása
Feszültség.
Választható kondenzátort kell érvényes értékek levezető (csúcs feszültség Us), a névleges érték a DC feszültség (Undc) és effektív feszültség (Urms) magasabb, mint azok, amelyek üzem közben. Úgy véljük, hogy UNDC feszültség nagyobbnak kell lennie, mint a komponens mennyisége állandó DC komponenst és AC összetevő ismétlődő csúcs.
Normál működés is lehetséges a megengedett legnagyobb értékei a névleges feszültség, de ez csökkenti a várható élettartam a kondenzátor.
Amikor átváltanak az üzemi állapot, a maradék feszültséget a tápegység nem haladhatja meg a 10% névleges feszültség.
Áramlatok és frekvenciákat.
Hőveszteséget.
Annak megállapítására, a lehetőségét, hogy egy kondenzátort az áramkörben a rendelkezésre álló értékek a feszültségek és áramok kell meghatározni megengedett környezeti hőmérséklet. Ezt meg lehet tenni kiszámítását követő teljesítmény disszipáció felhasználásával diagramok megengedett környezeti hőmérsékletű környezetben TA függően a teljes teljesítmény disszipáció P [3].
A teljes veszteség legegyszerűbb becslése szerint effektív (RMS) érték
váltakozó áram, átfolyik a kondenzátor, és az értékek az ekvivalens ellenállásokat.
A teljes ohmos ellenállás R áll az ellenállás fólia elektródák és vezet.
A teljesítmény disszipáció P
Teljesítményleadás P áll dielektromos (PD) és az ellenállás (PR) veszteség.
Kellő pontossággal fel lehet használni modell egy szinuszos váltakozó feszültséget.
P = PD + PR (1)
PD = Uac2 · π · f0 · C · tg δ0
ahol U ac szimmetrikus csúcs AC feszültséget a kondenzátor
Az alapvető f0
C kapacitás
tg δ0 a dielektromos veszteségi tényező
PR = I2 · RS
ahol rms áram segítségével a kondenzátor
RS sorozat ellenállás a maximális helyi hőmérséklet
Kiszámításához a rezisztív veszteségek RS értéket használják a maximális hőmérséklet.
A technikai leírások adott érték RS 20 ° C-on A korrekciós tényező tehető az alábbiak szerint:
RS85 = 1,25 · RS20
Termikus ellenállás Rth
Termikus rezisztencia úgy definiálható, mint a hőmérséklet-különbség lényeges a disszipált teljesítmény a kondenzátorban.
Döntő érték ΔTcap: hőmérséklet különbség egy bizonyos ponton a külső hűtőközeg (például levegő) körülvevő a kondenzátor és a pont a „forró zóna” a kondenzátor (terület a legmagasabb hőmérséklet a burkolaton belüli).
Egyensúlyi állapotban (a termikus egyensúly)
Rth = ΔTcap / P (2)
ahol a termikus ellenállás Rth
ΔTcap közötti hőmérséklet-különbség a forró zóna és a környezet
P Energiafogyasztás
Termikus időállandója ξth
A termikus időállandó lehet számítani a modern polipropilén kondenzátorok kellő pontossággal, mint a termék a fajhő (körülbelül 1,3 W · s / g · K), egy kondenzátort tömege és termikus ellenállást a működési ponton.
ξth = m · · Rth Sthcap
ξth termikus időállandója
Termikus ellenállás Rth
m tömege (súlya) a kondenzátor
cthcap fajhő
A működés tartama terhelés alatt TLD függően a hőmérséklet T
A működés tartama terhelés alatt kondenzátor egy szerves dielektromos függ többek között a hőmérséklet felmerülő működés közben a forró zónába a kondenzátor. Figyelembe a származékot az Arrhenius-egyenlet (leíró hőmérsékletfüggő öregedési folyamat) lehet levezetni funkcionális függőség időtartama terhelés alatt hőmérsékleten a forró zónában kissé eltér a maximális érték (Ths = THS ... THS-7 ° C)
tLDThs = tLDTHs · 2 (THS - Ths) / ka
tLDThs időtartama a terhelés a működési hőmérsékleten
tLDTHS időtartama terhelés alatt a maximális hőmérséklet
THS max. a hőmérséklet a forró zónában
Ths működési hőmérséklete a forró zónában
k-együtthatójú Arrhenius
Időtartam TLD terhelés alatt a feszültség nagyságától függően
Menetidő üzemi feszültség lehet előre csak egy viszonylag szűk tartományban feszültség (U = 0,9 ... 1,1 · UR). A függőség a működési idő, a működési feszültség lehet kb kifejezve hatványfüggvény.
tLDV = tLDVR (UR / U) n
tLDV futásidő üzemi feszültségen h
tLDVR időtartama működésre névleges feszültség
UR névleges feszültség
U Üzemi feszültség
n kitevő
függését fázisjavító kondenzátorok élettartama (cosinus), a hőmérséklet és más tényezők