Dobrý kůň si zaslouží dobré sedlo! Pro plné využití výhod SiC zařízení je také nutné spárovat obvodový systém s vhodnými kondenzátory. Od hlavního řízení pohonu v elektrických vozidlech po vysoce výkonné nové energetické scénáře, jako jsou fotovoltaické invertory, se filmové kondenzátory postupně stávají hlavním proudem a trh naléhavě potřebuje produkty s vysokým výkonem.
Nedávno společnost Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. uvedla na trh stejnosměrné podpůrné filmové kondenzátory, které mají čtyři výjimečné výhody, díky nimž jsou vhodné pro IGBT sedmé generace společnosti Infineon. Pomáhají také řešit problémy stability, spolehlivosti, miniaturizace a nákladů v systémech SiC.
Fóliové kondenzátory dosahují téměř 90% penetrace v aplikacích hlavních měničů. Proč je SiC a IGBT potřebují?
V posledních letech s rychlým rozvojem nových energetických odvětví, jako je skladování energie, nabíjení a elektrická vozidla (EV), poptávka po kondenzátorech DC-Link rychle roste. Jednoduše řečeno, kondenzátory DC-Link fungují jako vyrovnávací paměti v obvodech, absorbují vysoké pulzní proudy z konce sběrnice a vyhlazují napětí sběrnice, čímž chrání spínače IGBT a SiC MOSFET před vysokými pulzními proudy a přechodnými napěťovými dopady.
V aplikacích podpory stejnosměrného proudu se obvykle používají hliníkové elektrolytické kondenzátory. S tím, jak se napětí sběrnic nových energetických vozidel zvyšuje ze 400 V na 800 V a fotovoltaické systémy se pohybují směrem k 1500 V a dokonce 2000 V, poptávka po fóliových kondenzátorech výrazně stoupá.
Data ukazují, že v roce 2022 dosáhla instalovaná kapacita měničů elektrických pohonů založených na fóliových kondenzátorech DC-Link 5,1117 milionu jednotek, což představuje 88,7 % z celkové instalované kapacity elektronického řízení. Přední společnosti zabývající se elektronickým řízením jako Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec a Wiran Power používají ve svých měničích fóliové kondenzátory DC-Link s kombinovaným poměrem instalované kapacity až 82,9 %. To naznačuje, že filmové kondenzátory nahradily elektrolytické kondenzátory jako hlavní proud na trhu s elektrickými pohony.
Maximální napěťový odpor hliníkových elektrolytických kondenzátorů je totiž přibližně 630V. Ve vysokonapěťových a vysokovýkonových aplikacích nad 700 V je třeba zapojit více elektrolytických kondenzátorů do série a paralelně, aby byly splněny požadavky na použití, což přináší další energetické ztráty, náklady na kusovník a problémy se spolehlivostí.
Výzkumný dokument z University of Malajsie uvádí, že elektrolytické kondenzátory se typicky používají ve stejnosměrném meziobvodu křemíkových IGBT polomůstkových invertorů, ale může dojít k napěťovým rázům kvůli vysokému ekvivalentnímu sériovému odporu (ESR) elektrolytických kondenzátorů. Ve srovnání s řešeními IGBT na bázi křemíku mají MOSFET SiC vyšší spínací frekvence, což má za následek vyšší amplitudy napěťových rázů ve stejnosměrném meziobvodu polomůstkových invertorů. To může vést ke zhoršení výkonu zařízení nebo dokonce k poškození, protože rezonanční frekvence elektrolytických kondenzátorů je pouze 4 kHz, což je nedostatečné pro absorpci proudového zvlnění měničů SiC MOSFET.
Proto se ve stejnosměrných aplikacích s vyššími požadavky na spolehlivost, jako jsou měniče elektrického pohonu a fotovoltaické měniče, obvykle volí filmové kondenzátory. Ve srovnání s hliníkovými elektrolytickými kondenzátory patří mezi jejich výkonnostní výhody vyšší napěťová odolnost, nižší ESR, žádná polarita, stabilnější výkon a delší životnost, což umožňuje spolehlivější návrh systému se silnější odolností proti zvlnění.
Kromě toho použití filmových kondenzátorů v systému může opakovaně využít vysokofrekvenční výhody SiC MOSFET s nízkou ztrátou, čímž se výrazně sníží velikost a hmotnost pasivních součástí (tlumivky, transformátory, kondenzátory) v systému. Podle výzkumu Wolfspeed vyžaduje 10kW křemíkový IGBT invertor 22 hliníkových elektrolytických kondenzátorů, zatímco 40kW SiC invertor potřebuje pouze 8 filmových kondenzátorů, což značně snižuje plochu PCB.
YMIN uvádí na trh nové filmové kondenzátory se čtyřmi hlavními výhodami na podporu nového energetického průmyslu
Pro řešení naléhavých požadavků trhu společnost YMIN nedávno uvedla na trh řadu MDP a MDR podpůrných DC filmových kondenzátorů. Díky využití pokročilých výrobních procesů a vysoce kvalitních materiálů jsou tyto kondenzátory dokonale kompatibilní s provozními požadavky SiC MOSFET a IGBT na bázi křemíku od světových lídrů v oblasti výkonových polovodičů, jako je Infineon.
Filmové kondenzátory YMIN řady MDP a MDR mají několik pozoruhodných vlastností: nižší ekvivalentní sériový odpor (ESR), vyšší jmenovité napětí, nižší svodový proud a vyšší teplotní stabilitu.
Za prvé, fóliové kondenzátory YMIN se vyznačují designem s nízkým ESR, který účinně snižuje napěťové namáhání během spínání SiC MOSFET a IGBT na bázi křemíku, čímž minimalizuje ztráty kondenzátoru a zlepšuje celkovou účinnost systému. Kromě toho mají tyto kondenzátory vyšší jmenovité napětí, schopné odolat podmínkám vyššího napětí a zajistit stabilní provoz systému.
Filmové kondenzátory YMIN řady MDP a MDR nabízejí kapacitní rozsahy 5uF-150uF a 50uF-3000uF a rozsahy napětí 350V-1500V a 350V-2200V, v tomto pořadí.
Za druhé, nejnovější fóliové kondenzátory YMIN mají nižší svodový proud a vyšší teplotní stabilitu. V případě elektronických řídicích systémů elektrických vozidel, které mají typicky vysoký výkon, může výsledné vytváření tepla významně ovlivnit životnost a spolehlivost fóliových kondenzátorů. Aby se to vyřešilo, řada MDP a MDR od YMIN zahrnuje vysoce kvalitní materiály a pokročilé výrobní techniky pro návrh vylepšené tepelné struktury kondenzátorů. To zajišťuje stabilní výkon i ve vysokoteplotních prostředích a zabraňuje snížení hodnoty kondenzátoru nebo selhání v důsledku nárůstu teploty. Kromě toho mají tyto kondenzátory delší životnost a poskytují spolehlivější podporu pro výkonové elektronické systémy.
Za třetí, kondenzátory řady MDP a MDR od YMIN se vyznačují menší velikostí a vyšší hustotou výkonu. Například v systémech elektrického pohonu 800 V je trendem používat SiC zařízení ke zmenšení velikosti kondenzátorů a dalších pasivních součástek, čímž se podporuje miniaturizace elektronických ovládacích prvků. Společnost YMIN použila inovativní technologii výroby fólií, která nejen zvyšuje celkovou integraci a efektivitu systému, ale také snižuje velikost a hmotnost systému, čímž zlepšuje přenosnost a flexibilitu zařízení.
Celkově řada fóliových kondenzátorů DC-Link společnosti YMIN nabízí 30% zlepšení odolnosti dv/dt a 30% zvýšení životnosti ve srovnání s jinými fóliovými kondenzátory na trhu. To poskytuje nejen lepší spolehlivost pro obvody SiC/IGBT, ale také nabízí lepší nákladovou efektivitu a překonává cenové bariéry v rozšířeném použití fóliových kondenzátorů.
Jako průkopník v oboru se YMIN hluboce angažuje v oblasti kondenzátorů již více než 20 let. Jeho vysokonapěťové kondenzátory se již mnoho let stabilně používají ve špičkových oborech, jako jsou palubní OBC, nové energetické nabíjecí baterie, fotovoltaické střídače a průmyslové roboty. Tato nová generace produktů filmových kondenzátorů řeší různé výzvy v řízení výrobního procesu a vybavení filmových kondenzátorů, dokončila certifikaci spolehlivosti u předních světových podniků a dosáhla rozsáhlé aplikace, což prokazuje spolehlivost produktu větším zákazníkům. V budoucnu YMIN využije svou dlouhodobou technickou akumulaci k podpoře rychlého rozvoje nového energetického průmyslu s vysoce spolehlivými a nákladově efektivními kondenzátorovými produkty.
Další informace naleznete na adresewww.ymin.cn.
Čas odeslání: Červenec-07-2024