2021年04月26日 | 面向直流链路应用的模块化电容器ModCap概念

2021-04-26 来源：EEWORLD

TDK专为直流链路应用开发了模块化且通用的电力电容器概念。该系列电容器结合新一代的IGBT模块，有望快速为牵引、可再生能源和工业应用带来紧凑型逆变器。

市场对逆变器和所需直流链路电容器的要求日益严格，其中包括以紧凑尺寸提供高能量密度、控制快速开关操作、大电流能力、高工作温度、与IGBT模块的机械兼容性，以及长使用寿命。为满足上述的所有要求，TDK基于在ModCap™电力电容器方面长期积累的专业知识，开发了一种新的模块化、标准化和可扩展的直流母线电容器概念。该系列不同于多数传统的直流链路电容器，改用方形设计，配备塑料外壳，并且有两种型号可选：243 x 169.5 x 90 mm或258 x 215 x 115 mm（图1）。

ModCap采用并联的扁平绕组结构设计，并填充聚氨酯树脂。这种设计使其能尽可能靠近 IGBT 模块安装，最大限度缩短了引线。加上低至 14 nH 的超低自感，可确保在断电时有效防止 IGBT 模块上出现明显电压过冲。如此一来，一般情况下就无需额外的缓冲电容器，从而能减小空间需求并降低新型逆变器的设计成本。

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图1：方形设计使得电容器能靠近IGBT模块安装，有效降低电感，并方便并联连接。

通过热建模和电磁建模缩短上市时间。

该系列电容器采用双轴取向聚丙烯 (BOPP) 作为电介质，可实现一致的90°C热点温度，同时显著增强自愈性。借助仿真软件，TDK还能根据客户指定的频谱、最大电流和安装方式等参数计算电容器的热反应（图2），并能评估可能出现的热点位置。必要时，我们可将评估结果附加在型式认证中。这样能为客户带来极大优势，如无需复杂和冗长的测试和重新设计工作，大幅缩短了产品上市时间，从而赢得明显的竞争优势。

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图2：电容器内部的温度分布仿真。在上图示例中，最低温度与最高温度之间的温差约为20 K。

我们还能模拟时间和频率范围内的电磁特性和热性能，以便轻松确定损耗及其在电容器内的分布情况，从而进一步帮助客户缩短产品上市时间。

宽泛的电容和电压范围

ModCap系列的新型B25645A*电容器的额定电压范围为1100 V至2300 V，电容范围为365 μF至2525 μF，额定电流范围为105 A至180 A，具体视型号而定。此外，所有型号都专为5 kA周期脉冲电流而设计，具备UL94 V-0的阻燃等级，满足EN 45545-2 HL2 R22-HL3 R23关于材料的防火和烟雾排放要求，非常适合牵引应用。

电容器 TDK

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