Was sind fliegende Kondensatoren?

Da die Nachfrage nach Wechselrichtern mit hohem Wirkungsgrad und hoher Leistungsdichte weiter wächst, erweist sich der so genannte Multilevel-Wechselrichter mit „fliegenden“ Kondensatoren als gute Wahl für viele Leistungselektroniksysteme. Da diese Kondensatoren abhängig von der Schaltstruktur und dem Zustand der angeschlossenen Halbleiter auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen „schweben“ können, tragen sie dazu bei, Spannungspegelunterschiede aufgrund von Fertigungstoleranzen, Temperaturschwankungen und anderen Faktoren auszugleichen. Diese Kondensatoren tragen auch dazu bei, die Spannung in der gesamten Struktur auszugleichen, indem sie Energie vorübergehend speichern und nach Bedarf abgeben, wodurch die Leistungsdichte und -qualität erhöht und die Nutzung der vorhandenen Spannungsverfügbarkeit optimiert wird.

Was ist ein fliegender Kondensator?

Ein fliegender Kondensator ist ein Kondensatortyp, der in mehrstufigen Wechselrichtern verwendet wird und häufig in Anwendungen wie Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge (EV), Batteriemanagementsystemen (BMS), Systemen für erneuerbare Energien und anderer Leistungselektronik zum Einsatz kommt. Die Hauptfunktion eines fliegenden Kondensators besteht darin, Energie zwischen verschiedenen Ebenen des Wechselrichters zu speichern und zu übertragen, indem mehrere in Reihe und parallel geschaltete Kondensatoren verwendet werden, um einen gewünschten Spannungspegel zu erzeugen.

Beispiel: Fliegende Kondensatoren in einem Batteriemanagementsystem

Beliebte Anwendungsgebiete für fliegende Kondensatoren sind Elektrofahrzeuge und Solarwechselrichter, da sie leicht und kompakt sind und zum Spannungsausgleich und zur Verlängerung der Lebensdauer der Komponenten beitragen können. Beispielsweise kann in einem EV-BMS ein fliegender Kondensator verwendet werden, um Schwankungen in der Spannung des Batteriepakets auszugleichen. Der Batteriesatz in einem Elektrofahrzeug besteht typischerweise aus vielen einzelnen Zellen, die in Reihe und parallel geschaltet sind, und diese Zellen können aufgrund von Fertigungstoleranzen, Temperaturschwankungen und anderen Faktoren geringfügige Schwankungen in ihren Spannungspegeln aufweisen.

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