薄膜电容器模组应用于感应加热设备

    摘要：随着技术的进步及产品的成熟,感应加热设备所应用的场合越来越多.如商用电磁炉,注塑机炮筒加热,工业冶炼金属,工件表面加热处理等等…感应加热设备功率也越做越大,从早期的三相12KW,15KW,20KW,到目前的30KW,60KW,120KW…感应加热设备市场前景广阔.薄膜电容器作为感应加热设备关键元器件之一,其可靠性及稳定性在设备中占据重要的地位.本文介绍一款新型的带铝壳散热结构的薄膜电容器模组,应用于感应加热设备上，大大简化了设备内部安装工艺,让机芯可全密封工作.

    关键词：铝壳散热,全密封结构,薄膜电容器模组,感应加热设备  

    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)

    从上述典型机芯内部结构来看,该结构存在以下问题点:

    1  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.