Хороший кінь заслуговує на хороше сідло! Щоб повністю використати переваги пристроїв із SiC, необхідно також поєднати систему схеми з відповідними конденсаторами. Від основного керування приводом електромобілів до потужних нових енергетичних сценаріїв, таких як фотоелектричні інвертори, плівкові конденсатори поступово стають основними, і ринок терміново потребує високоефективних продуктів.
Нещодавно компанія Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. випустила плівкові конденсатори постійного струму, які мають чотири видатні переваги, що робить їх придатними для IGBT сьомого покоління Infineon. Вони також допомагають вирішити проблеми стабільності, надійності, мініатюризації та вартості систем SiC.
Плівкові конденсатори досягають майже 90% проникнення в головний привод. Навіщо вони потрібні SiC і IGBT?
Останніми роками зі швидким розвитком нових галузей енергетики, таких як зберігання енергії, зарядка та електромобілі (EV), попит на конденсатори DC-Link стрімко зростає. Простіше кажучи, конденсатори DC-Link діють як буфери в схемах, поглинаючи високі імпульсні струми з кінця шини та згладжуючи напругу на шині, таким чином захищаючи перемикачі IGBT і SiC MOSFET від високих імпульсних струмів і перехідних впливів напруги.
Як правило, алюмінієві електролітичні конденсатори використовуються для підтримки постійного струму. Однак у зв’язку з тим, що напруга в шинах транспортних засобів з новими джерелами енергії зростає з 400 В до 800 В, а фотоелектричні системи переходять до 1500 В і навіть 2000 В, попит на плівкові конденсатори значно зростає.
Дані показують, що у 2022 році встановлена потужність інверторів електроприводу на основі плівкових конденсаторів DC-Link досягла 5,1117 млн одиниць, що становить 88,7% від загальної встановленої потужності електронних засобів керування. Провідні компанії з електронного керування, такі як Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec і Wiran Power, використовують плівкові конденсатори DC-Link у своїх приводних інверторах із сумарним коефіцієнтом встановленої потужності до 82,9%. Це вказує на те, що плівкові конденсатори замінили електролітичні конденсатори як основний напрямок на ринку електроприводів.
Це тому, що максимальний опір напруги алюмінієвих електролітичних конденсаторів становить приблизно 630 В. У системах високої напруги та високої потужності понад 700 В кілька електролітичних конденсаторів потрібно з’єднувати послідовно та паралельно, щоб відповідати вимогам щодо використання, що призводить до додаткових втрат енергії, вартості BOM та проблем з надійністю.
Дослідницька стаття Університету Малайзії вказує на те, що електролітичні конденсатори зазвичай використовуються в ланці постійного струму кремнієвих напівмостових інверторів IGBT, але стрибки напруги можуть виникати через високий еквівалентний послідовний опір (ESR) електролітичних конденсаторів. Порівняно з рішеннями IGBT на основі кремнію, МОП-транзистори SiC 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 його пошкодження, оскільки резонансна частота електролітичних конденсаторів становить лише 4 кГц, чого недостатньо для поглинання пульсацій струму інверторів SiC MOSFET.
Тому в системах постійного струму з вищими вимогами до надійності, таких як інвертори електричних приводів і фотоелектричні інвертори, зазвичай вибирають плівкові конденсатори. Порівняно з алюмінієвими електролітичними конденсаторами їх переваги в продуктивності включають більш високий опір напрузі, нижчий ESR, відсутність полярності, більш стабільну роботу та довший термін служби, що забезпечує більш надійну конструкцію системи з більшою стійкістю до пульсацій.
Крім того, використання плівкових конденсаторів у системі може неодноразово використовувати переваги МОП-транзисторів SiC у високочастотному режимі та низьких втратах, значно зменшуючи розмір і вагу пасивних компонентів (дроселів індуктивності, трансформаторів, конденсаторів) у системі. Згідно з дослідженнями Wolfspeed, кремнієвий IGBT-інвертор потужністю 10 кВт вимагає 22 алюмінієвих електролітичних конденсаторів, тоді як SiC-інвертор потужністю 40 кВт потребує лише 8 плівкових конденсаторів, що значно зменшує площу друкованої плати.
YMIN випускає нові плівкові конденсатори з чотирма основними перевагами для підтримки нової енергетичної галузі
Щоб задовольнити нагальні вимоги ринку, YMIN нещодавно випустила серії MDP і MDR плівкових конденсаторів постійного струму. Завдяки передовим виробничим процесам і високоякісним матеріалам ці конденсатори ідеально сумісні з робочими вимогами SiC MOSFET і кремнієвих IGBT від світових лідерів силових напівпровідників, таких як Infineon.
Плівкові конденсатори серії MDP і MDR від YMIN 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 і кремнієвих IGBT, таким чином мінімізуючи втрати конденсатора та покращуючи загальну ефективність системи. Крім того, ці конденсатори мають вищу номінальну напругу, здатні витримувати умови високої напруги та забезпечувати стабільну роботу системи.
Плівкові конденсатори YMIN серії MDP і MDR пропонують діапазон ємності 5 мкФ-150 мкФ і 50 мкФ-3000 мкФ і діапазон напруги 350 В-1500 В і 350 В-2200 В відповідно.
По-друге, новітні плівкові конденсатори YMIN мають нижчий струм витоку та вищу температурну стабільність. У випадку з електронними системами керування електромобілем, які зазвичай мають високу потужність, виділення тепла може значно вплинути на термін служби та надійність плівкових конденсаторів. Щоб вирішити цю проблему, серії MDP і MDR від YMIN включають високоякісні матеріали та передові технології виробництва для розробки покращеної теплової структури для конденсаторів. Це забезпечує стабільну роботу навіть у високотемпературному середовищі, запобігаючи погіршенню параметрів конденсатора або виходу з ладу через підвищення температури. Крім того, ці конденсатори мають довший термін служби, забезпечуючи більш надійну підтримку силових електронних систем.
По-третє, конденсатори серії MDP і MDR від YMIN відрізняються меншим розміром і вищою щільністю потужності. Наприклад, у системах електроприводів на 800 В тенденція полягає у використанні пристроїв із SiC для зменшення розміру конденсаторів та інших пасивних компонентів, таким чином сприяючи мініатюризації електронних засобів керування. Компанія YMIN застосувала інноваційну технологію виробництва плівки, яка не тільки підвищує загальну системну інтеграцію та ефективність, але також зменшує розмір і вагу системи, підвищуючи портативність і гнучкість пристроїв.
Загалом серія плівкових конденсаторів DC-Link від YMIN забезпечує 30% покращення здатності витримувати dv/dt і 30% збільшення терміну служби порівняно з іншими плівковими конденсаторами на ринку. Це не тільки забезпечує кращу надійність схем SiC/IGBT, але також забезпечує кращу економічну ефективність, долаючи цінові бар’єри при широкому застосуванні плівкових конденсаторів.
Будучи піонером галузі, YMIN активно займається виробництвом конденсаторів більше 20 років. Його високовольтні конденсатори протягом багатьох років стабільно застосовуються в таких сферах високого класу, як бортовий OBC, нові зарядні колони, фотоелектричні інвертори та промислові роботи. Це нове покоління плівкових конденсаторів вирішує різноманітні проблеми в управлінні процесом виробництва плівкових конденсаторів та обладнанні, пройшло сертифікацію надійності провідними світовими підприємствами та досягло широкомасштабного застосування, довівши надійність продукту для більших клієнтів. У майбутньому YMIN використовуватиме свої довгострокові технічні накопичення 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