Analyse av dielektriske tapsegenskaper og deres innflytelse på IGBT -bufferfilmkondensatorer

1. Mekanisme for dielektrisk tap
Når IGBT -snubberfilmkondensatoren er i et eksternt elektrisk felt, absorberer og sprer det isolerende materialet (dvs. filmdielektrisk) inne i det signalet i det elektriske feltet. Denne prosessen forårsaker ikke bare tap av signalenergi, men er også ledsaget av energikonvertering og spredning. Denne energien som konsumeres per enhet på grunn av det elektriske feltet kalles tapskraften til dielektrisk, eller dielektrisk tap for kort. Generering av dielektrisk tap stammer hovedsakelig fra mikrostrukturelle egenskaper inne i isolasjonsmaterialet og polariseringsprosessen under virkningen av det elektriske feltet.

Under virkningen av det elektriske feltet vil dipolene inne i isolasjonsmaterialet være orientert og polarisert. Siden bevegelsen av dipolene må overvinne en viss motstand, er polarisasjonsprosessen ikke fullført umiddelbart, men det er en viss hystereseffekt. Denne hystereseffekten fører til at den elektriske feltenergien går tapt i prosessen med å konvertere til varmeenergi, dvs. dielektrisk tap.

2. påvirkningen av dielektrisk tap på kondensatorens ytelse
Dielektrisk tap har mange effekter på ytelsen til IGBT snubber filmkondensatorer . Først får dielektrisk tap kondensatoren til å varme opp under drift og øke dens indre temperatur. Hvis temperaturen fortsetter å stige, vil den ikke bare redusere isolasjonsytelsen til kondensatoren, men også kan forårsake termisk aldring av det dielektriske materialet, og dermed forkorte kondensatorens levetid.

For det andre vil dielektrisk tap øke den ekvivalente seriemotstanden (ESR) til kondensatoren og redusere den effektive utnyttelsesgraden for dens kapasitansverdi. Dette vil føre til at ytelsen til kondensatoren blir dårligere under høyfrekvente applikasjoner, noe som påvirker byttehastigheten og effektiviteten til IGBT. Samtidig kan den økte ESR også forårsake resonans i kretsen og forstyrre den normale driften av kretsen.

I tillegg kan overdreven dielektrisk tap også forårsake svikt i kondensatorens nedbrytning. Når det dielektriske tapet får den indre temperaturen til kondensatoren til å være for høy, vil isolasjonsytelsen til isolasjonsmaterialet falle kraftig. På dette tidspunktet, hvis spenningen som bæres av kondensatoren overstiger den nominelle spenningsverdien, kan det føre til en nedbrytningssvikt, noe som resulterer i skade på kondensatoren, og til og med forårsaker en kortslutningssvikt i kretssystemet.

3. Tiltak for å redusere dielektrisk tap
For å redusere det dielektriske tapet av IGBT -snubberfilmkondensatoren og forbedre ytelsesstabiliteten, kan følgende tiltak iverksettes:

Velg dielektriske materialer med lite tap: Valg av isolerende materialer med lavtapegenskaper da det dielektriske laget av kondensatoren effektivt kan redusere dielektrisk tap.
Optimaliser kondensatorstruktur: Ved å optimalisere den strukturelle utformingen av kondensatoren, for eksempel å øke tykkelsen på det dielektriske laget og forbedre kontaktgrensesnittet mellom elektroden og det dielektriske, kan det dielektriske tapet reduseres og stabiliteten til kondensatoren kan forbedres.
Kontroller arbeidsmiljøet: Å opprettholde stabiliteten i arbeidsmiljøet til kondensatoren og unngå påvirkning av bivirkninger som overdreven temperatur og overdreven luftfuktighet kan bidra til å redusere dielektrisk tap og forlenge kondensatorens levetid.
Regelmessig inspeksjon og vedlikehold: Regelmessig inspeksjon og vedlikehold av kondensator