تحليل خصائص فقدان العزل الكهربائي وتأثيرها على مكثفات فيلم IGBT العازلة

1. آلية فقدان العزل الكهربائي
عندما يكون مكثف فيلم IGBT Snubber في حقل كهربائي خارجي ، فإن المادة العازلة (أي العزل الكهربائي للفيلم) داخلها تمتص الإشارة في الحقل الكهربائي. لا تسبب هذه العملية فقدان طاقة الإشارة فحسب ، بل إنها مصحوبة أيضًا بتحويل الطاقة وتبديدها. وتسمى هذه الطاقة المستهلكة لكل وحدة زمنية بسبب الحقل الكهربائي قوة فقدان العزل الكهربائي ، أو فقدان العزل الكهربائي لفترة قصيرة. ينبع توليد الخسارة العازلة بشكل أساسي من الخصائص المجهرية داخل المادة العازلة وعملية الاستقطاب تحت عمل المجال الكهربائي.

تحت عمل الحقل الكهربائي ، سيتم توجيه الأقطاب داخل المواد العازلة والمستقطبة. ومع ذلك ، نظرًا لأن حركة الأقطاب تحتاج إلى التغلب على مقاومة معينة ، فإن عملية الاستقطاب لم تكتمل على الفور ، ولكن هناك تأثير تباطؤ معين. يؤدي تأثير التباطؤ هذا إلى فقدان طاقة المجال الكهربائي في عملية التحويل إلى الطاقة الحرارية ، أي فقدان العزل الكهربائي.

2. تأثير فقدان العزل الكهربائي على أداء المكثف
الخسارة العازلة لها العديد من الآثار على أداء مكثفات فيلم IGBT Snubber . أولاً ، يؤدي فقدان العزل الكهربائي إلى تسخين المكثف أثناء التشغيل وزيادة درجة حرارته الداخلية. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع ، فلن تقلل فقط من أداء العزل للمكثف ، ولكن قد يتسبب أيضًا في الشيخوخة الحرارية للمواد العازلة ، وبالتالي تقصير عمر خدمة المكثف.

ثانياً ، سيزيد فقدان العزل الكهربائي من مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) للمكثف ويقلل من معدل الاستخدام الفعال لقيمة السعة. سيؤدي ذلك إلى تدهور أداء المكثف تحت تطبيقات التردد العالي ، مما يؤثر على سرعة التبديل وكفاءة IGBT. في الوقت نفسه ، قد يتسبب زيادة ESR أيضًا في الرنين في الدائرة ويتداخل مع التشغيل الطبيعي للدائرة.

بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي فقدان العزل الكهربائي المفرط أيضًا إلى فشل انهيار المكثف. عندما يتسبب الخسارة العازلة في أن تكون درجة الحرارة الداخلية للمكثف مرتفعة للغاية ، فإن أداء العزل للمواد العازلة سينخفض ​​بشكل حاد. في هذا الوقت ، إذا تجاوز الجهد الذي يتحمله المكثف قيمة الجهد المصنفة ، فقد يتسبب ذلك في فشل في الانهيار ، مما يؤدي إلى تلف المكثف ، وحتى يتسبب في فشل الدائرة القصيرة لنظام الدائرة.

3. تدابير للحد من فقدان العزل الكهربائي
من أجل تقليل الخسارة العازلة لمكثف فيلم IGBT Snubber وتحسين استقرار الأداء ، يمكن اتخاذ التدابير التالية:

حدد المواد العازلة منخفضة الخسارة: اختيار المواد العازلة ذات الخصائص المنخفضة الخسارة لأن الطبقة العازلة للمكثف يمكن أن يقلل بشكل فعال من فقدان العزل الكهربائي.
تحسين هيكل المكثف: من خلال تحسين التصميم الهيكلي للمكثف ، مثل زيادة سمك الطبقة العازلة وتحسين واجهة التلامس بين القطب والعزل الكهربائي ، يمكن تقليل فقدان العزل الكهربائي ويمكن تحسين استقرار المكثف.
السيطرة على بيئة العمل: الحفاظ على استقرار بيئة العمل في المكثف وتجنب تأثير العوامل السلبية مثل درجة الحرارة المفرطة والرطوبة المفرطة يمكن أن يساعد في تقليل فقدان العزل الكهربائي وتمديد عمر خدمة المكثف.
التفتيش المنتظم والصيانة: يمكن للتفتيش المنتظم للمكثف وصيانة المكثف للكشف عن مخاطر الأعطال المحتملة على الفور والتعامل معها على المدى الطويل على المدى الطويل للمكثف.