Высоковольтные алюминиевые конденсаторы для силовой электроники

   В качестве составных элементов фильтров в преобразовательных устройствах используются высоковольтные электролитические конденсаторы, среди которых выделяется отечественный алюминиевый конденсатор К50-77.

   В преобразовательной технике разработчики применяют последовательное (при недостаточном рабочем напряжении конденсатора), параллельное (для набора необходимой емкости) или последовательно-параллельное соединение конденсаторов. Применение конденсаторов с большей емкостью в одном корпусе позволяет составлять батареи из меньшего числа конденсаторов и сократить количество дополнительных выравнивающих резисторов, дросселей и т.п. Таким образом достигается оптимальное схемное решение, уменьшаются масса и габариты, повышается надежность преобразовательных устройств, и в результате снижается конечная стоимость изделий.

Таблица 1

   Сегодня рынок электронных компонентов силовой электроники предлагает алюминиевые электролитические конденсаторы как зарубежного, так и отечественного производства. Первым в серии российских высоковольтных алюминиевых конденсаторов стал конденсатор К50-77, предназначенный для накопления и хранения энергии, сглаживания пульсаций постоянного и переменного токов.

Рис. 1. Габаритные размеры конденсатора К50-77 (1-Изолирующий чехол; 2-Клапан, обеспечивающий взрывоустойчивость; 3-Перемычка для разряда.)

   Конструктивно прибор выполнен в цилиндрическом алюминиевом корпусе с радиально расположенными винтовыми выводами (рис.1). Крепление на плату осуществляется с помощью хомутика или торцевого болта. Вариант конструкции конденсатора, предусматривающий крепление с помощью торцевого болта, предпочтителен для изделий, на которые воздействуют повышенные механические нагрузки, например преобразователей для железнодорожного транспорта.

   Рабочее напряжение конденсатора от 16 до 450 В; номинальная емкость от 1000 до 100 000 мкФ; интервал рабочих температур от -40 до 85°С; большая величина заряда; высокий уровень допустимых пульсаций тока и напряжения на единицу объема. Основные параметры конденсатора приведены в табл.1.

Таблица 2

Рис. 2 Зависимость емкости от температуры для кондесатора номиналом 3300 мкФ и 400 В

   Допустимые значения пульсирующего тока определяются по формуле I_RO= I_R·K_t·K_f, где Kt- коэффициент коррекции пульсирующего тока относительно значения I_R в зависимости от действующей температуры (табл.2), a Kf- коэффициент коррекции пульсирующего тока относительно значения I_R в зависимости от частоты (табл.3).

Таблица 3

Рис. 3. Зависимость полного и внутреннего сопротивления от температуры для конденсатора номиналом 3300 мкФ и 400 В

   Наработка конденсаторов зависит от температуры окружающей среды То и коэффициента пульсации тока, равного К= I/I_R (табл.4).

Таблица 4

Рис. 4. Зависимость полного и внутреннего сопротивлений от частоты при Т = 22-25 ^°С

   Ряд технических характеристик представлен на рис.2-4. В настоящее время ведутся работы по улучшению технических параметров, увеличению допустимых пульсирующих токов, расширению шкалы номиналов, снижению габаритных размеров конденсатора. В связи с перспективностью направления создания энергосберегающих устройств конденсатор К50-77 востребован на рынке и позволяет удовлетворить запросы различных групп потребителей.