Condensatori per elettronica di potenza

I condensatori ITALFARAD della serie ELPO-D sono stati sviluppati per gli impieghi particolarmente gravosi dell’elettronica di potenza industriale. Lo sviluppo tecnologico dei componenti elettronici di commutazione (tiristori, mos-fet, scr ecct.) ha favorito l’affermarsi dell’elettronica di potenza; tale sviluppo però è strettamente legato, nella maggioranza delle applicazioni, ai condensatori, che devono essere di tipo adeguato alle applicazioni particolarmente severe tipiche dei convertitori AC/DC, DC/AC, AC/AC (commutazioni forzate, immagazzinamento di energia e restituzione della stessa in tempi brevi attraverso circuiti oscillanti induttivi, filtraggi particolari incluse la soppressione delle armoniche). Tutte queste applicazioni possono fare lavorare i condensatori in condizioni molto gravose di alte tensioni, alte correnti, alte frequenze ed elevati gradienti di tensione. La serie di condensatori ELPO-D, in custodia metallica, di tipo dry con riempitivo di resina bicomponente, sono realizzati con dielettrico in film di polipropilene ed armature metallizzate autorigenerabili. L’avvolgimento capacitivo è del tipo antinduttivo, così da avere bassissime induttanze equivalenti serie L_ES e bassissime resistenze equivalenti serie R_ES; grazie anche alle basse perdite del dielettrico Tgd₀ i condensatori della serie ELPO-D possono sopportare elevate correnti efficaci e di picco così come elevati gradienti di tensione e soddisfano pertanto le più svariate applicazioni di elettronica di potenza: commutazione, filtraggio, regimi impulsivi, damping, stabilizzazione.

tensione nominale continua DC ovvero massimo picco di tensione di una forma d’onda non reversibile che può essere applicato continuamente

tensione nominale efficace sinusoidale AC è la tensione alternata marcata sul condensatore

massimo picco di tensione non ripetitivo è il massimo picco di tensione che può essere applicato per un numero limitato di volte di durata minore a 10 ms

è la massima corrente efficace che può fluire continuamente nel condensatore alla massima temperatura della custodia di 85°C, funzione della temperatura ambiente e del raffreddamento

è il massimo picco ripetitivo di corrente che può essere applicato continuamente

è il massimo picco di corrente non ripetitivo che può essere applicato per un numero limitato di volte

durata di impulso è la durata del passaggio da uno stato di tensione all’apposto senza oscillazione

durata dell’oscillazione fondamentale(periodo)

1/T  frequenza dell’oscillazione fondamentale

massimo incremento di tensione durante la carica o la scarica ed è espresso in Volt per microsecondo (V/µs) che corrisponde al massimo picco di corrente per microfarad (A/µF)

la resistenza serie è dovuta alla resistività degli elettrodi e delle connessioni interne

RS + (Tgd₀ / 2*p*f*C) = Resistenza Equivalente Serie, rappresenta la potenza dissipata totale, comprese le perdite nel dielettrico ed è misurata a 1 kHz

Induttanza Equivalente Serie è espressa nano-Henry (nH) ed è misurata alla frequenza propia di risonanza

2 * 10^-4  = fattore di dissipazione del dielettrico

w * C * R_ES = Tgd₀  + w * C * R_S = fattore di dissipazione totale

I²_RMS * R_S + U² * p * f * C * Tgd₀ = P_R + P_P potenza dissipata totale: somma di P_R (nelle connessioni e armature) e di P_P (nel dielettrico) ove U = (U₁+U₂)/2   ( con forma d’onda asimmetrica e U₁ e U₂ £ U_DC ) ed è  U=U_DC (con forma d’onda simmetrica) 

Costante di tempo tra i terminali, è il prodotto della resistenza di isolamento tra i  terminali (MW) per la capacità (mF) espressa in secondi

resistenza di isolamento tra i terminali e la custodia

coefficiente di dissipazione termica naturale è il coefficiente che permette di calcolare l’incremento di temperatura della custodia rispetto alla temperatura ambiente con ventilazione naturale alle condizioni di lavoro definite da I_RMS e j₀

0,6 x K_n =  coefficiente di dissipazione termica con ventilazione forzata  2m/s

temperatura ambiente

temperatura custodia, deve essere misurata a 2/3 dell’altezza della custodia

j_C - j₀ = K_N * P  differenza di temperatura tra la custodia e l’ambiente

velocità dell’aria di raffreddamento (m/s)

l

numero di difetti previsti in 10⁹ componenti ora alle condizioni nominali di impiego (tensione, corrente e temperatura di custodia)

vita prevista, ovvero durata della sollecitazione in cui è ammesso il numero di difetti specificato in 10⁹ componenti ora, alle condizioni nominali di impiego di tensione efficace U_rms e di temperatura massima della custodia del condensatore φ=85 °C

percentuale di guasto ≤ 3%

Vita prevista con differente tensione di lavoro U_X e temperatura di custodia  j_X  (¹ 85 °C )

L_N * (U_N/U_X)⁸  * e exp 2,5*{1-[(j_X +273)/358]¹⁴} con U_N/U_X ³ 0,9 e  j_X  £ 90 °C

j_c  £ 85°C