Analyse des caractéristiques de la perte diélectrique et leur influence sur les condensateurs de films de tampon IGBT

1. Mécanisme de perte diélectrique
Lorsque le condensateur de film de snubber IGBT est dans un champ électrique externe, le matériau isolant (c'est-à-dire diélectrique du film) à l'intérieur absorbe et diffuse le signal dans le champ électrique. Ce processus provoque non seulement la perte d'énergie du signal, mais s'accompagne également d'une conversion et d'une dissipation d'énergie. Cette énergie consommée par unité de temps en raison du champ électrique est appelée la puissance de perte du diélectrique ou la perte diélectrique pour faire court. La génération de perte diélectrique provient principalement des caractéristiques microstructurales à l'intérieur du matériau isolant et du processus de polarisation sous l'action du champ électrique.

Sous l'action du champ électrique, les dipôles à l'intérieur du matériau isolant seront orientés et polarisés. Cependant, comme le mouvement des dipôles doit surmonter une certaine résistance, le processus de polarisation n'est pas terminé instantanément, mais il existe un certain effet d'hystérésis. Cet effet d'hystérésis entraîne la perte de l'énergie du champ électrique dans le processus de conversion en énergie thermique, c'est-à-dire la perte diélectrique.

2. L'influence de la perte diélectrique sur les performances des condensateurs
La perte diélectrique a de nombreux effets sur les performances de Condensateurs de films de snubber IGBT . Premièrement, la perte diélectrique fait chauffer le condensateur pendant le fonctionnement et augmenter sa température interne. Si la température continue d'augmenter, elle réduira non seulement les performances d'isolation du condensateur, mais peut également provoquer un vieillissement thermique du matériau diélectrique, raccourcissant ainsi la durée de vie du condensateur.

Deuxièmement, la perte diélectrique augmentera la résistance de la série (ESR) équivalente du condensateur et réduira le taux d'utilisation effectif de sa valeur de capacité. Cela entraînera la détérioration des performances du condensateur dans les applications à haute fréquence, affectant la vitesse de commutation et l'efficacité de l'IGBT. Dans le même temps, l'augmentation de l'ESR peut également provoquer une résonance dans le circuit et interférer avec le fonctionnement normal du circuit.

De plus, une perte diélectrique excessive peut également provoquer une défaillance de dégradation des condensateurs. Lorsque la perte diélectrique fait que la température interne du condensateur est trop élevée, les performances d'isolation du matériau isolant baisseront fortement. À l'heure actuelle, si la tension supportée par le condensateur dépasse sa valeur de tension nominale, elle peut entraîner une défaillance de dégradation, entraînant des dommages au condensateur, et même provoquer une défaillance court-circuit du système de circuit.

3. Mesures pour réduire la perte diélectrique
Afin de réduire la perte diélectrique du condensateur de film de snubber IGBT et d'améliorer sa stabilité de performance, les mesures suivantes peuvent être prises:

Sélectionnez des matériaux diélectriques à faible perte: La sélection des matériaux isolants avec des caractéristiques de faible perte car la couche diélectrique du condensateur peut réduire efficacement la perte diélectrique.
Optimiser la structure des condensateurs: en optimisant la conception structurelle du condensateur, comme l'augmentation de l'épaisseur de la couche diélectrique et l'amélioration de l'interface de contact entre l'électrode et le diélectrique, la perte diélectrique peut être réduite et la stabilité du condensateur peut être améliorée.
Contrôler l'environnement de travail: maintenir la stabilité de l'environnement de travail du condensateur et éviter l'influence de facteurs négatifs tels qu'une température excessive et une humidité excessive peut aider à réduire la perte diélectrique et à prolonger la durée de vie du condensateur.
Inspection et entretien réguliers: l'inspection et l'entretien réguliers du condensateur pour détecter et gérer rapidement les risques de défaut potentiels peuvent assurer le fonctionnement stable à long terme du condensateur.