薄膜电容器模组在感应加热中的应用

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  1、引言:

  感应加热技术,早期应用在家用电磁炉上.后来随着高效,节能及环保的优点越来越显著,加上产品技术成熟及使用稳定,感应加热技术逐渐开始往工业领域发展.从早期的单相2KW,到现在的三相100KW及以上,在短短的几年时间里,感应加热技术的发展及产品的应用有了一个质的飞跃.随之设备内部的功率元器件(如整流桥,IGBT模块, 薄膜电容器等)要求越来越高,其可靠性及稳定性决定了设备的使用安全及寿命.

  2、典型的感应加热设备机芯内部结构

  感应加热设备电路结构分为两种.从市面上的产品来看,30KW以内采用的是半桥.30KW以上采用的是全桥.以半桥30KW机芯来看,薄膜电容器的使用情况如下:

  DC-LINK:30-40μF(800VDC),采用多个分立电容器并联的方式 (3-13个)

  高压谐振:单臂1.2-1.4μF(1600VDC),采用多个分立电容器并联的方式 (3-14个)

  或单臂0.7-0.8μF(3000VDC),采用多个分立电容器并联的方式 (3-12个)

  电容器连接图:

从上述典型机芯内部结构来看,该结构存在以下问题点:

  a 电路主回路采用PCB连接,当机芯功率越大, 输入整流桥前的交流主回路,整流桥输出后的直流母线主回路,LC谐振输出主回路电流就越大.为了PCB铜箔能提供足够的过流能力及降低铜箔温升,必须加大 PCB尺寸,增加主回路铜箔宽度,增加PCB铜箔厚度,最终会导致PCB价格昂贵,增加了机芯的总体成本.