電解電容在SVG產品中應用實例及計算實例講解

電解電容是電容的一種，其物理定義就是由兩個導電板，中間放置著具有介電特征的物質所組成的分立元件。電解電容分正、負極性，正極為金屬箔，與正極緊貼金屬的氧化膜是電介質，陰極由導電材料、電解質和其他材料共同組成，同時電解電容正負不可接錯。

電解電容分為無極性和有極性兩種，無極性電解電容器采用雙氧化膜結構，類似于兩只有極性電解電容器將兩個負極相連接后構成；有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波，退耦、信號耦合及時間常數設定、隔直流等作用。

電容的分類劃分及作用功能

1. 鋁電解電容 — 用于需要大容量、小體積的場合，如變換器的輸入、輸出
2. 鉭電容 — 用于需要中等電容量的場合，如變換器的輸入、輸出
3. 陶瓷電容 — 用于定時與信號電路
4. 多層陶瓷電容 — 用于低ESR的場合(如變換器輸入輸出端與電解電容并聯)
5. 塑料薄膜電容 — 用于高dv/dt的場合，如準諧振變換器

電解電容生產加工工藝流程及各自優劣勢

電解電容實際是由正極（鋁箔）、電介質（AL2O3)、負極（電解液）組合成的電容器?，F有市面上絕大多數電解電容工藝采用的是正極鋁箔通過腐蝕化成等工藝實現，由于是通過化學電解液腐蝕工藝生產，對于環境存在一定的污染風險，工藝流程可參考如下圖片:

另一種是積層箔技術，積層箔是國內電容廠家東陽光（600673）全球率先公布的電極箔的新一代產品，采取全新粉末燒結工藝，該技術較傳統腐蝕工藝電極箔具備以下三大優勢：
1. 比容提高40%以上，極大提升電容器性能；
2. 應用積層箔的鋁電解電容器體積小，規格多樣，適用領域廣；
3. 生產過程環保，無需酸堿反應和廢液排放。

電解電容在SVG產品中的實際應用實例及計算實例

無功補償SVG是一種典型的電力電子設備，由三個基本功能模塊組成：檢測模塊、控制運算模塊和補償輸出模塊。

無功補償SVG的工作原理是通過外部CT檢測系統的電流信息，然后通過控制核心分析當前電流信息，如PF、S、Q等；然后由控制器給出補償驅動信號，然后由電源電子逆變電路組成的逆變電路發出補償電流。SVG 應用Block如下圖。

如上圖所示，圖中C1 C2為此次我們主要涉及到的電容器件產品的實際應用位置。電源電壓質量對SVG的影響是深遠的。三相電壓不平衡和電壓諧波會引起直流電壓的波動，進而影響SVG的性能；電源電壓暫降、短時中斷等則會導致SVG嚴重過流等。僅就直流電壓波動而言，電源電壓三相不平衡的影響最大。C1 C2在電路中的功能主要是作為儲能、濾波的功能。實際在參數選取中可按照以下公式來做計算評估。

電源電壓負序分量引起的直流電壓波動值：

設計實例：采用電源電壓為380V為交流輸入，電源電壓三相不平衡度可達2%，直流電壓給定750V，串聯電感420uH，PWM最大調制深度為0.98，要求直流電壓波動率小于5%，則電容容量應滿足以下公式：

實際項目設計時選用450V/820μF焊接式電容，采用該容值電容經2串4并實現電容量為1640μF。

電解電容同時在儲能PCS/DCDC等應用電路中也會有大量的應用，大多數都是通過串并聯的方式實現能量存儲以及紋波濾波的功能。

本文轉載自：Arrow Solution微信公眾號

審核編輯 黃宇