Dobrý kôň si zaslúži dobré sedlo! Pre plné využitie výhod SiC zariadení je tiež potrebné spárovať obvodový systém s vhodnými kondenzátormi. Od hlavného riadenia pohonu v elektrických vozidlách až po vysokovýkonné nové energetické scenáre, ako sú fotovoltaické invertory, sa filmové kondenzátory postupne stávajú hlavným prúdom a trh naliehavo potrebuje produkty s vysokým výkonom.
Nedávno spoločnosť Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. uviedla na trh jednosmerné podporné filmové kondenzátory, ktoré majú štyri vynikajúce výhody, vďaka ktorým sú vhodné pre IGBT siedmej generácie spoločnosti Infineon. Pomáhajú tiež riešiť problémy stability, spoľahlivosti, miniaturizácie a nákladov v systémoch SiC.
Filmové kondenzátory dosahujú takmer 90% penetráciu v aplikáciách hlavných pohonov. Prečo ich SiC a IGBT potrebujú?
V posledných rokoch, s rýchlym rozvojom nových energetických odvetví, ako sú skladovanie energie, nabíjanie a elektrické vozidlá (EV), dopyt po kondenzátoroch s jednosmerným pripojením rýchlo rastie. Jednoducho povedané, kondenzátory DC-Link fungujú ako vyrovnávacie pamäte v obvodoch, absorbujú vysoké impulzné prúdy z konca zbernice a vyhladzujú napätie zbernice, čím chránia spínače IGBT a SiC MOSFET pred vysokými impulznými prúdmi a prechodnými napäťovými nárazmi.
V aplikáciách podpory jednosmerného prúdu sa zvyčajne používajú hliníkové elektrolytické kondenzátory. Avšak so zvyšujúcim sa napätím zberníc nových energetických vozidiel zo 400 V na 800 V a pohybom fotovoltaických systémov smerom k 1500 V a dokonca 2000 V dopyt po filmových kondenzátoroch výrazne stúpa.
Údaje ukazujú, že v roku 2022 dosiahla inštalovaná kapacita meničov elektrického pohonu na báze filmových kondenzátorov DC-Link 5,1117 milióna jednotiek, čo predstavuje 88,7 % z celkovej inštalovanej kapacity elektronických ovládacích prvkov. Popredné spoločnosti zaoberajúce sa elektronickým riadením ako Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec a Wiran Power používajú vo svojich meničoch DC-Link filmové kondenzátory s kombinovaným pomerom inštalovanej kapacity až 82,9 %. To naznačuje, že filmové kondenzátory nahradili elektrolytické kondenzátory ako hlavný prúd na trhu s elektrickými pohonmi.
Je to preto, že maximálny napäťový odpor hliníkových elektrolytických kondenzátorov je približne 630V. Vo vysokonapäťových a vysokovýkonných aplikáciách nad 700 V je potrebné zapojiť viacero elektrolytických kondenzátorov do série a paralelne, aby sa splnili požiadavky na používanie, čo prináša ďalšie straty energie, náklady na kusovník a problémy so spoľahlivosťou.
Výskumný dokument z University of Malaysia naznačuje, že elektrolytické kondenzátory sa zvyčajne používajú v jednosmernom prepojení kremíkových IGBT polomostových meničov, ale môžu sa vyskytnúť napäťové rázy v dôsledku vysokého ekvivalentného sériového odporu (ESR) elektrolytických kondenzátorov. V porovnaní s riešeniami IGBT na báze kremíka majú SiC MOSFET vyššie spínacie frekvencie, čo má za následok vyššie amplitúdy napäťových rázov v jednosmernom medziobvode meničov s polovičným mostíkom. To môže viesť k zhoršeniu výkonu zariadenia alebo dokonca k poškodeniu, pretože rezonančná frekvencia elektrolytických kondenzátorov je len 4 kHz, nedostatočná na absorbovanie zvlnenia prúdu SiC MOSFET invertorov.
Preto sa v aplikáciách jednosmerného prúdu s vyššími požiadavkami na spoľahlivosť, ako sú meniče elektrického pohonu a fotovoltaické meniče, zvyčajne vyberajú filmové kondenzátory. V porovnaní s hliníkovými elektrolytickými kondenzátormi ich výkonnostné výhody zahŕňajú vyššiu napäťovú odolnosť, nižšiu ESR, žiadnu polaritu, stabilnejší výkon a dlhšiu životnosť, čo umožňuje spoľahlivejšiu konštrukciu systému so silnejším odporom zvlnenia.
Okrem toho, použitie filmových kondenzátorov v systéme môže opakovane využiť vysokofrekvenčné, nízkostratové výhody SiC MOSFET, čím sa výrazne zníži veľkosť a hmotnosť pasívnych komponentov (tlmivky, transformátory, kondenzátory) v systéme. Podľa výskumu spoločnosti Wolfspeed vyžaduje 10kW kremíkový IGBT invertor 22 hliníkových elektrolytických kondenzátorov, zatiaľ čo 40kW SiC invertor potrebuje len 8 filmových kondenzátorov, čo značne znižuje plochu PCB.
YMIN uvádza na trh nové filmové kondenzátory so štyrmi hlavnými výhodami na podporu nového energetického priemyslu
Na riešenie naliehavých požiadaviek trhu spoločnosť YMIN nedávno uviedla na trh sériu DC podporných filmových kondenzátorov MDP a MDR. Tieto kondenzátory využívajú pokročilé výrobné procesy a vysokokvalitné materiály a sú dokonale kompatibilné s prevádzkovými požiadavkami SiC MOSFET a IGBT na báze kremíka od svetových lídrov v oblasti energetických polovodičov, ako je Infineon.
Filmové kondenzátory YMIN série MDP a MDR majú niekoľko pozoruhodných vlastností: nižší ekvivalentný sériový odpor (ESR), vyššie menovité napätie, nižší zvodový prúd a vyššiu teplotnú stabilitu.
Po prvé, filmové kondenzátory YMIN majú dizajn s nízkym ESR, ktorý účinne znižuje napäťové napätie počas spínania SiC MOSFET a IGBT na báze kremíka, čím sa minimalizujú straty kondenzátorov a zlepšuje sa celková účinnosť systému. Okrem toho majú tieto kondenzátory vyššie menovité napätie, schopné vydržať podmienky vyššieho napätia a zabezpečiť stabilnú prevádzku systému.
Séria filmových kondenzátorov YMIN MDP a MDR ponúka rozsahy kapacity 5uF-150uF a 50uF-3000uF a rozsahy napätia 350V-1500V a 350V-2200V, v tomto poradí.
Po druhé, najnovšie filmové kondenzátory YMIN majú nižší zvodový prúd a vyššiu teplotnú stabilitu. V prípade elektronických riadiacich systémov elektrických vozidiel, ktoré majú zvyčajne vysoký výkon, môže výsledná tvorba tepla výrazne ovplyvniť životnosť a spoľahlivosť filmových kondenzátorov. Aby sme to vyriešili, série MDP a MDR od YMIN obsahujú vysokokvalitné materiály a pokročilé výrobné techniky na navrhnutie vylepšenej tepelnej štruktúry kondenzátorov. To zaisťuje stabilný výkon aj vo vysokoteplotnom prostredí, čím sa predchádza degradácii hodnoty kondenzátora alebo zlyhaniu v dôsledku zvýšenia teploty. Okrem toho majú tieto kondenzátory dlhšiu životnosť a poskytujú spoľahlivejšiu podporu pre výkonové elektronické systémy.
Po tretie, kondenzátory série MDP a MDR od YMIN sa vyznačujú menšou veľkosťou a vyššou hustotou výkonu. Napríklad v systémoch elektrického pohonu 800 V je trendom používať zariadenia SiC na zmenšenie veľkosti kondenzátorov a iných pasívnych komponentov, čím sa podporuje miniaturizácia elektronických ovládacích prvkov. YMIN použil inovatívnu technológiu výroby fólií, ktorá nielen zvyšuje celkovú integráciu systému a efektivitu, ale tiež znižuje veľkosť a hmotnosť systému, čím zvyšuje prenosnosť a flexibilitu zariadení.
Celkovo ponúka séria fóliových kondenzátorov DC-Link od YMIN 30% zlepšenie odolnosti dv/dt a 30% zvýšenie životnosti v porovnaní s inými fóliovými kondenzátormi na trhu. To poskytuje nielen lepšiu spoľahlivosť obvodov SiC/IGBT, ale ponúka aj lepšiu nákladovú efektívnosť, čím sa prekonávajú cenové bariéry pri rozšírenej aplikácii filmových kondenzátorov.
Ako priekopník v tomto odvetví sa spoločnosť YMIN intenzívne angažuje v oblasti kondenzátorov už viac ako 20 rokov. Jeho vysokonapäťové kondenzátory sa už mnoho rokov stabilne používajú v špičkových oblastiach, ako sú palubné OBC, nové nabíjacie batérie, fotovoltaické invertory a priemyselné roboty. Táto nová generácia produktov filmových kondenzátorov rieši rôzne výzvy v oblasti riadenia výrobného procesu filmových kondenzátorov a zariadení, absolvovala certifikáciu spoľahlivosti u popredných svetových podnikov a dosiahla rozsiahle uplatnenie, čo dokazuje spoľahlivosť produktu väčším zákazníkom. V budúcnosti YMIN využije svoju dlhodobú technickú akumuláciu na podporu rýchleho rozvoja nového energetického priemyslu s vysoko spoľahlivými a nákladovo efektívnymi kondenzátorovými produktmi.
Ďalšie informácie nájdete na stránkewww.ymin.cn.
Čas odoslania: júl-07-2024