Гарний кінь заслуговує на гарне сідло! Щоб повною мірою скористатися перевагами SiC-приладів, також необхідно поєднати схему з відповідними конденсаторами. Від головного керування приводом в електромобілях до потужних нових енергетичних сценаріїв, таких як фотоелектричні інвертори, плівкові конденсатори поступово стають мейнстрімом, і ринок терміново потребує високоекономічних продуктів.
Нещодавно компанія Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. випустила плівкові конденсатори для підтримки постійного струму, які мають чотири видатні переваги, що робить їх придатними для IGBT сьомого покоління від Infineon. Вони також допомагають вирішувати проблеми стабільності, надійності, мініатюризації та вартості в SiC-системах.
Плівкові конденсатори досягають майже 90% проникнення в основні приводи. Навіщо вони потрібні SiC та IGBT?
В останні роки, зі швидким розвитком нових енергетичних галузей, таких як накопичення енергії, заряджання та електромобілі (EV), попит на конденсатори DC-Link стрімко зростає. Простіше кажучи, конденсатори DC-Link діють як буфери в ланцюгах, поглинаючи високі імпульсні струми з кінця шини та згладжуючи напругу шини, таким чином захищаючи IGBT та SiC MOSFET-перемикачі від високих імпульсних струмів та впливу перехідної напруги.
Зазвичай алюмінієві електролітичні конденсатори використовуються в системах підтримки постійного струму. Однак, оскільки напруга в шинах нових енергетичних транспортних засобів зростає з 400 В до 800 В, а фотоелектричні системи рухаються до 1500 В і навіть 2000 В, попит на плівкові конденсатори значно зростає.
Дані показують, що у 2022 році встановлена потужність інверторів електроприводів на основі плівкових конденсаторів DC-Link досягла 5,1117 мільйона одиниць, що становить 88,7% від загальної встановленої потужності електронних систем керування. Провідні компанії з виробництва електронних систем керування, такі як Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec та Wiran Power, використовують плівкові конденсатори DC-Link у своїх інверторах приводів із сукупним коефіцієнтом встановленої потужності до 82,9%. Це свідчить про те, що плівкові конденсатори замінили електролітичні конденсатори як основний продукт на ринку електроприводів.
Це пояснюється тим, що максимальний опір алюмінієвих електролітичних конденсаторів становить приблизно 630 В. У високовольтних та потужних пристроях понад 700 В для задоволення потреб використання необхідно з'єднувати кілька електролітичних конденсаторів послідовно та паралельно, що призводить до додаткових втрат енергії, вартості специфікації та проблем з надійністю.
У дослідницькій роботі Університету Малайзії зазначено, що електролітичні конденсатори зазвичай використовуються в ланці постійного струму кремнієвих IGBT-інверторів напівмостового типу, але можуть виникати стрибки напруги через високий еквівалентний послідовний опір (ESR) електролітичних конденсаторів. Порівняно з кремнієвими IGBT-розчинами, SiC MOSFET мають вищі частоти перемикання, що призводить до вищих амплітуд стрибків напруги в ланці постійного струму напівмостових інверторів. Це може призвести до погіршення продуктивності пристрою або навіть до пошкодження, оскільки резонансна частота електролітичних конденсаторів становить лише 4 кГц, чого недостатньо для поглинання пульсацій струму SiC MOSFET-інверторів.
Тому в системах постійного струму з підвищеними вимогами до надійності, таких як інвертори електроприводів та фотоелектричні інвертори, зазвичай вибирають плівкові конденсатори. Порівняно з алюмінієвими електролітичними конденсаторами, їхні переваги включають вищу стійкість до напруги, нижчий ESR, відсутність полярності, стабільнішу роботу та довший термін служби, що дозволяє створювати надійнішу конструкцію системи з більшою стійкістю до пульсацій.
Крім того, використання плівкових конденсаторів у системі може багаторазово використовувати переваги SiC MOSFET у високій частоті та низьких втратах, значно зменшуючи розмір та вагу пасивних компонентів (індуктивностей, трансформаторів, конденсаторів) у системі. Згідно з дослідженням Wolfspeed, для кремнієвого IGBT-інвертора потужністю 10 кВт потрібно 22 алюмінієві електролітичні конденсатори, тоді як для SiC-інвертора потужністю 40 кВт потрібно лише 8 плівкових конденсаторів, що значно зменшує площу друкованої плати.
YMIN запускає нові плівкові конденсатори з чотирма основними перевагами для підтримки нової енергетичної галузі
Щоб задовольнити нагальні потреби ринку, YMIN нещодавно випустила серію плівкових конденсаторів постійного струму MDP та MDR. Використовуючи передові виробничі процеси та високоякісні матеріали, ці конденсатори ідеально сумісні з експлуатаційними вимогами SiC MOSFET та кремнієвих IGBT від світових лідерів у сфері силових напівпровідників, таких як Infineon.
Плівкові конденсатори YMIN серій MDP та MDR мають кілька помітних особливостей: нижчий еквівалентний послідовний опір (ESR), вищу номінальну напругу, нижчий струм витоку та вищу температурну стабільність.
По-перше, плівкові конденсатори YMIN мають конструкцію з низьким ESR, що ефективно знижує напругу під час комутації SiC MOSFET та кремнієвих IGBT, тим самим мінімізуючи втрати в конденсаторах та підвищуючи загальну ефективність системи. Крім того, ці конденсатори мають вищу номінальну напругу, здатні витримувати умови вищої напруги та забезпечувати стабільну роботу системи.
Плівкові конденсатори YMIN серії MDP та MDR пропонують діапазони ємності 5 мкФ-150 мкФ та 50 мкФ-3000 мкФ, а також діапазони напруги 350 В-1500 В та 350 В-2200 В відповідно.
По-друге, новітні плівкові конденсатори YMIN мають нижчий струм витоку та вищу температурну стабільність. У випадку електронних систем керування електромобілями, які зазвичай мають високу потужність, отримане тепловиділення може суттєво вплинути на термін служби та надійність плівкових конденсаторів. Щоб вирішити цю проблему, серії MDP та MDR від YMIN використовують високоякісні матеріали та передові технології виробництва для розробки покращеної теплової структури конденсаторів. Це забезпечує стабільну роботу навіть у високотемпературних середовищах, запобігаючи зниженню цінності конденсаторів або їх виходу з ладу через підвищення температури. Крім того, ці конденсатори мають довший термін служби, забезпечуючи надійнішу підтримку силових електронних систем.
По-третє, конденсатори серій MDP та MDR від YMIN мають менший розмір та вищу щільність потужності. Наприклад, у системах електроприводу на 800 В існує тенденція до використання SiC-приладів для зменшення розміру конденсаторів та інших пасивних компонентів, що сприяє мініатюризації електронних елементів керування. YMIN застосувала інноваційну технологію виробництва плівок, яка не тільки підвищує загальну інтеграцію та ефективність системи, але й зменшує розмір та вагу системи, підвищуючи портативність та гнучкість пристроїв.
Загалом, серія плівкових конденсаторів DC-Link від YMIN пропонує покращену на 30% стійкість до dv/dt та збільшення терміну служби на 30% порівняно з іншими плівковими конденсаторами на ринку. Це не тільки забезпечує кращу надійність для схем SiC/IGBT, але й пропонує кращу економічну ефективність, долаючи цінові бар'єри, пов'язані з широким застосуванням плівкових конденсаторів.
Як піонер галузі, YMIN вже понад 20 років глибоко залучена до виробництва конденсаторів. Її високовольтні конденсатори протягом багатьох років стабільно застосовуються у високотехнологічних галузях, таких як бортові бортові конденсатори, нові зарядні пальові установки, фотоелектричні інвертори та промислові роботи. Це нове покоління плівкових конденсаторів вирішує різні проблеми в управлінні процесами виробництва плівкових конденсаторів та обладнанням, пройшло сертифікацію надійності від провідних світових підприємств та досягло широкомасштабного застосування, довівши надійність продукту для великих клієнтів. У майбутньому YMIN використовуватиме свій довгостроковий технічний досвід для підтримки швидкого розвитку нової енергетичної галузі з високонадійними та економічно ефективними конденсаторними продуктами.
Для отримання додаткової інформації відвідайтеwww.ymin.cn.
Час публікації: 07 липня 2024 р.