تحقیقات صنعت|چگونه خازن های فیلم را برای موتورهای خودرو انتخاب کنیم؟ راهنمای انتخاب جامع

I. تعریف الزامات کاربردی: الزامات ویژه برای خازن های فیلم در موتورهای خودرو
خازن های فیلم در سیستم های موتور خودروهای انرژی جدید عمدتاً در اینورترها مستقر می شوند، جایی که عملکردهای اصلی مانند پشتیبانی DC، فیلتر کردن و بافر را انجام می دهند. محیط های عملیاتی آن ها الزامات سخت گیرانه تری را نسبت به کاربردهای صنعتی یا لوازم خانگی تحمیل می کند:

قابلیت مقاومت در برابر ولتاژ بالا: با پذیرش گسترده سکوهای ولتاژ بالا 800 ولت، قطعات باید ولتاژهای گذرا تا 2000 ولت-بسیار بیش از حد ولتاژ 650-670 ولت خازن های الکترولیتی آلومینیومی را تحمل کنند.
سازگاری قوی با محیط: محدوده دمای عملیاتی در محفظه موتور از -40 درجه تا +125 درجه است و قطعات به طور مداوم در معرض شرایط پیچیده عملیاتی مانند لرزش و رطوبت بالا هستند.
الزامات قابل اطمینان دقیق: قطعات باید دارای طول عمر بالای 100000 ساعت در طول چرخه عمر وسیله نقلیه باشند، بدون خطر خرابی یک نقطه-.
تقاضای فوری برای کوچک سازی: برای همسویی با روندهای طراحی فعلی به سمت یکپارچگی بالا و سبک وزن در سیستم های محرک الکتریکی، نیاز به چگالی خازن در واحد حجم سال به سال افزایش می یابد.

II. فهرست پارامترهای انتخاب کلیدی: تأیید 20 معیار در 5 دسته
بر اساس دستورالعمل‌های انتخاب صادر شده توسط انجمن صنعت قطعات الکترونیکی و دستورالعمل‌های فنی سازندگان پیشرو، انتخاب خازن‌های فیلم برای موتورهای خودرو مستلزم تأیید پارامترهای زیر به ترتیب است:

1. پارامترهای پایه الکتریکی (موارد کالیبراسیون اجباری)

نام پارامتر	الزامات انتخاب	یادداشت ها
ظرفیت اسمی	باید الزامات ذخیره انرژی و فیلتر مدار را برآورده کند. در درایوهای الکتریکی DC{1}}برنامه‌های کاربردی پیوند، ظرفیت خازنی معمولاً در محدوده μF است و مقدار باید در سری E24/E12 باشد.	اگر ظرفیت خازن کمتر از حد پایین برای خازن های فیلم است، یک خازن سرامیکی انتخاب کنید. اگر از حد بالایی فراتر رفت، یک خازن الکترولیتی انتخاب کنید.
تحمل ظرفیت	برای برنامه های استاندارد، %5± (J-کلاس) یا %10± (K-کلاس) را انتخاب کنید. برای کاربردهای تشدید دقیق، %1± (کلاس F-) را انتخاب کنید.	تلورانس‌های بسیار محکم ممکن است خطر تشدید مدار را به همراه داشته باشد.
ولتاژ نامی	بین مقادیر DC و AC تمایز قائل شوید. یک حاشیه ایمنی 20 تا 30 درصد باید رزرو شود و ولتاژ عملیاتی واقعی باید کمتر از 80 درصد مقدار نامی باشد.	هم ولتاژ پیک و هم ولتاژ RMS باید تایید شوند.
فاکتور اتلاف (tanδ)	اولویت بندی محصولات ساخته شده از پلی پروپیلن؛ tanδ باید در محدوده 0.0001-0.002 کنترل شود.	خازن های پلی استر دارای tanδ تقریباً 0.001-0.01 هستند و فقط برای فرکانس های پایین-تا-مناسب هستند.

 

2.-پارامترهای عملکرد فرکانس بالا (تأیید کلیدی برای برنامه‌های درایو الکتریکی)
مقاومت سری معادل (ESR): برای کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا در سیستم‌های محرک الکتریکی، مدل‌هایی با ESR پایین (معمولاً) انتخاب کنید<10 mΩ) to minimize self-heating of the device.
خود-فرکانس تشدید (SRF): فرکانس کاری باید به طور قابل توجهی کمتر از SRF باشد. برای مدارهای کلاس 1 مگاهرتز-، دستگاه‌هایی با SRF بزرگتر یا مساوی 10 مگاهرتز انتخاب کنید تا از نشان دادن رفتار القایی دستگاه جلوگیری شود.
3. پارامترهای قابلیت اطمینان (ضروری برای-نیازهای عمر طولانی)
Insulation Resistance: Must be >10000 MΩ·μF برای کاهش جریان نشتی و بهبود پایداری در دماهای بالا
قابلیت خود درمانی-: اولویت بندی محصولات با استفاده از فناوری لایه نازک متالایزه-. هنگامی که شکست دی الکتریک موضعی رخ می دهد، لایه فلزی تبخیر می شود و یک منطقه عایق تشکیل می دهد و به طور خودکار عملکرد عادی را بازیابی می کند.
طول عمر: تحت شرایط رتبه بندی شده، طول عمر باید بیش از 100000 ساعت باشد. برای محیط‌های-درجه حرارت بالا و-رطوبت بالا، به منحنی تخریب طول عمر سازنده در 85 درجه / 85% RH مراجعه کنید.
4. پارامترهای محیطی (شرایط اصلی درجه خودرو)
ضریب دما: محصولات مبتنی بر پلی پروپیلن{0}}با ضریب دمایی منفی (100- تا 250-ppm/درجه) را در اولویت قرار دهید، زیرا با تغییرات دما، نوسانات خازنی کمتری را نشان می‌دهند. مواد پلی استر دارای ضریب دمایی مثبت (+300 تا +600 ppm/درجه) هستند و پایداری ضعیف تری دارند.
محدوده دمای عملیاتی: باید محدوده -40 درجه تا +125 درجه را پوشش دهد تا الزامات گواهینامه AEC را برآورده کند{4}}Q200
کنترل افزایش دما: خازن های پلی پروپیلن باید خود{0}} افزایش دما داشته باشند<5°C; during full-power aging tests, the temperature at the lead solder joints must be measured to avoid thermal breakdown risks
5. پارامترهای ساختاری و نصب
نوع بسته: بسته‌های اتصال شعاعی/ محوری (از طریق-سوراخ) یا سطح SMD- را بر اساس طرح‌بندی PCB انتخاب کنید
الزامات سیم کشی موازی: هنگامی که از چندین خازن به صورت موازی استفاده می شود، سیم کشی را بهینه کنید تا از اشتراک جریان ثابت در هر خازن اطمینان حاصل کنید و از گرم شدن بیش از حد و خرابی اجزای جداگانه جلوگیری کنید.

III. ملاحظات کلیدی برای انتخاب بر اساس روندهای فنی
1. سازگاری با پلتفرم‌های{1} ولتاژ بالا
برای وسایل نقلیه مجهز به سکوهای ولتاژ بالا 800 ولت، اولویت باید به خازن های فیلم تخصصی با ولتاژ DC نامی 1200 ولت یا بالاتر داده شود. محصولات ساخته شده از مواد دی الکتریک جدید مقاوم در برابر{5}}درجه حرارت-، مانند پلی فنیلن سولفید (PPS) و پلی آمید (PI)، باید در نظر گرفته شوند تا شرایط دمای عملیاتی بالاتر را برآورده کنند.

2. سازگاری برای پیکربندی‌های چند موتوری
وسایل نقلیه دو موتوره یا چند موتوره-همه چرخ-(AWD) به تعداد متناظری از-خازن های فیلم ولتاژ بالا نیاز دارند. ظرفیت کل باید 1.5 تا 2 برابر قدرت کل سیستم محرک الکتریکی پیکربندی شود و قابلیت تحمل جریان موج دار باید تأیید شود.

IV. مرجع انتخاب زنجیره تامین
در بازار جهانی فعلی خازن فیلم خودرو، تامین‌کنندگان داخلی به عرضه-خودرویی-در مقیاس بزرگ دست یافته‌اند. تولیدکنندگان پیشرو، از جمله فاراترون، ایگل پیک الکترونیک، شرکت جیانگهای، شنگیه الکتریک و گروه آیوا، همگی گواهینامه‌هایی را از خودروسازان بزرگ دریافت کرده‌اند. هزینه های محصول آنها 15٪ تا 20٪ کمتر از تولید کنندگان خارج از کشور مانند Panasonic، TDK، و KEMET است و نرخ جایگزینی داخلی به طور مداوم در حال افزایش است.

V. روند انتخاب آینده
طبق پیش‌بینی‌های انجمن صنعت قطعات الکترونیکی چین، انتخاب خازن‌های فیلم برای موتورهای خودرو سه روند اصلی را در سه سال آینده نشان خواهد داد:

رتبه‌بندی ولتاژ بالاتر: برای برآورده کردن نیازهای پلت‌فرم‌های ولتاژ فوق‌العاده-بال- بیش از 1000 ولت، مواد دی‌الکتریک به پلی‌پروپیلن اصلاح‌شده و مواد عایق کامپوزیت ارتقا داده می‌شوند.
کوچک سازی: ضخامت فیلم از سد 3 میکرونی عبور می کند و انتظار می رود چگالی خازن در واحد حجم بیش از 30٪ افزایش یابد.
یکپارچگی بالا: ادغام تدریجی با ماژول های IGBT برای کاهش فضای اشغال شده توسط مدارهای محیطی و افزایش چگالی توان سیستم های محرک الکتریکی.