Dobry koń zasługuje na dobre siodło! Aby w pełni wykorzystać zalety urządzeń SiC, konieczne jest również sparowanie układu obwodów z odpowiednimi kondensatorami. Od głównego sterowania napędem w pojazdach elektrycznych po scenariusze nowych źródeł energii o dużej mocy, takie jak falowniki fotowoltaiczne, kondensatory foliowe stopniowo stają się powszechne, a rynek pilnie potrzebuje produktów o wysokiej wydajności kosztowej.
Niedawno Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. wprowadziło na rynek kondensatory foliowe DC support, które mają cztery wyjątkowe zalety, dzięki czemu nadają się do IGBT siódmej generacji firmy Infineon. Pomagają również sprostać wyzwaniom stabilności, niezawodności, miniaturyzacji i kosztów w systemach SiC.
Kondensatory foliowe osiągają prawie 90% penetracji w zastosowaniach głównego napędu. Dlaczego SiC i IGBT ich potrzebują?
W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem nowych gałęzi przemysłu energetycznego, takich jak magazynowanie energii, ładowanie i pojazdy elektryczne (EV), zapotrzebowanie na kondensatory DC-Link gwałtownie wzrosło. Mówiąc prościej, kondensatory DC-Link działają jak bufory w obwodach, pochłaniając wysokie prądy impulsowe z końca magistrali i wygładzając napięcie magistrali, chroniąc w ten sposób przełączniki IGBT i SiC MOSFET przed wysokimi prądami impulsowymi i przejściowymi wpływami napięcia.
Zazwyczaj aluminiowe kondensatory elektrolityczne są używane w zastosowaniach wspomagających DC. Jednak wraz ze wzrostem napięcia magistrali nowych pojazdów energetycznych z 400 V do 800 V i systemów fotowoltaicznych zmierzających w kierunku 1500 V, a nawet 2000 V, popyt na kondensatory foliowe znacznie wzrasta.
Dane pokazują, że w 2022 r. zainstalowana moc falowników napędowych elektrycznych opartych na kondensatorach foliowych DC-Link osiągnęła 5,1117 mln sztuk, co stanowi 88,7% całkowitej zainstalowanej mocy sterowników elektronicznych. Wiodące firmy zajmujące się sterowaniem elektronicznym, takie jak Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec i Wiran Power, wykorzystują kondensatory foliowe DC-Link w swoich falownikach napędowych, przy łącznym współczynniku zainstalowanej mocy do 82,9%. Oznacza to, że kondensatory foliowe zastąpiły kondensatory elektrolityczne jako główny nurt na rynku napędów elektrycznych.
Dzieje się tak, ponieważ maksymalna rezystancja napięciowa aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych wynosi około 630 V. W zastosowaniach wysokiego napięcia i dużej mocy powyżej 700 V, wiele kondensatorów elektrolitycznych musi być połączonych szeregowo i równolegle, aby spełnić wymagania użytkowe, co powoduje dodatkowe straty energii, koszty BOM i problemy z niezawodnością.
Praca badawcza z University of Malaysia wskazuje, że kondensatory elektrolityczne są zazwyczaj stosowane w łączu DC inwerterów półmostkowych IGBT z krzemu, ale skoki napięcia mogą wystąpić z powodu wysokiej równoważnej rezystancji szeregowej (ESR) kondensatorów elektrolitycznych. W porównaniu do rozwiązań IGBT na bazie krzemu, tranzystory MOSFET SiC mają wyższe częstotliwości przełączania, co skutkuje wyższymi amplitudami skoków napięcia w łączu DC inwerterów półmostkowych. Może to prowadzić do pogorszenia wydajności urządzenia, a nawet jego uszkodzenia, ponieważ częstotliwość rezonansowa kondensatorów elektrolitycznych wynosi zaledwie 4 kHz, co jest niewystarczające do pochłaniania tętnienia prądu inwerterów MOSFET SiC.
Dlatego w zastosowaniach DC o wyższych wymaganiach niezawodności, takich jak falowniki napędów elektrycznych i falowniki fotowoltaiczne, zazwyczaj wybiera się kondensatory foliowe. W porównaniu z aluminiowymi kondensatorami elektrolitycznymi, ich zalety wydajnościowe obejmują wyższą rezystancję napięcia, niższy ESR, brak polaryzacji, bardziej stabilną wydajność i dłuższą żywotność, co umożliwia bardziej niezawodną konstrukcję systemu z większą odpornością na tętnienia.
Ponadto, użycie kondensatorów foliowych w systemie może wielokrotnie wykorzystywać zalety wysokiej częstotliwości i niskich strat MOSFET-ów SiC, znacznie zmniejszając rozmiar i wagę elementów pasywnych (cewek indukcyjnych, transformatorów, kondensatorów) w systemie. Według badań Wolfspeed, 10-kilowatowy inwerter IGBT na bazie krzemu wymaga 22 aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, podczas gdy 40-kilowatowy inwerter SiC potrzebuje tylko 8 kondensatorów foliowych, co znacznie zmniejsza powierzchnię PCB.
YMIN wprowadza na rynek nowe kondensatory foliowe o czterech głównych zaletach, które wspierają nowy przemysł energetyczny
Aby sprostać pilnym wymaganiom rynku, YMIN niedawno wprowadził na rynek serię MDP i MDR kondensatorów foliowych DC support. Wykorzystując zaawansowane procesy produkcyjne i wysokiej jakości materiały, te kondensatory są idealnie kompatybilne z wymaganiami operacyjnymi tranzystorów MOSFET SiC i tranzystorów IGBT na bazie krzemu od globalnych liderów półprzewodników mocy, takich jak Infineon.
Kondensatory foliowe serii MDP i MDR firmy YMIN charakteryzują się kilkoma godnymi uwagi cechami: niższą równoważną rezystancją szeregową (ESR), wyższym napięciem znamionowym, niższym prądem upływu i wyższą stabilnością temperaturową.
Po pierwsze, kondensatory foliowe YMIN charakteryzują się konstrukcją o niskim ESR, skutecznie redukując naprężenie napięciowe podczas przełączania tranzystorów MOSFET SiC i tranzystorów IGBT na bazie krzemu, minimalizując w ten sposób straty kondensatorów i poprawiając ogólną wydajność systemu. Ponadto kondensatory te mają wyższe napięcie znamionowe, są w stanie wytrzymać wyższe warunki napięcia i zapewnić stabilną pracę systemu.
Kondensatory foliowe YMIN serii MDP i MDR oferują zakresy pojemności odpowiednio 5uF-150uF i 50uF-3000uF i zakresy napięć odpowiednio 350V-1500V i 350V-2200V.
Po drugie, najnowsze kondensatory foliowe YMIN mają niższy prąd upływu i wyższą stabilność temperaturową. W przypadku elektronicznych systemów sterowania pojazdami elektrycznymi, które zazwyczaj mają dużą moc, powstające ciepło może znacząco wpłynąć na żywotność i niezawodność kondensatorów foliowych. Aby temu zaradzić, seria MDP i MDR firmy YMIN zawiera wysokiej jakości materiały i zaawansowane techniki produkcji, aby zaprojektować ulepszoną strukturę termiczną kondensatorów. Zapewnia to stabilną pracę nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze, zapobiegając degradacji wartości kondensatora lub awarii z powodu wzrostu temperatury. Ponadto kondensatory te mają dłuższą żywotność, zapewniając bardziej niezawodne wsparcie dla systemów elektroniki mocy.
Po trzecie, kondensatory serii MDP i MDR firmy YMIN charakteryzują się mniejszym rozmiarem i większą gęstością mocy. Na przykład w systemach napędów elektrycznych 800 V trendem jest stosowanie urządzeń SiC w celu zmniejszenia rozmiaru kondensatorów i innych elementów pasywnych, promując w ten sposób miniaturyzację elektronicznych elementów sterujących. Firma YMIN zastosowała innowacyjną technologię produkcji folii, która nie tylko zwiększa ogólną integrację i wydajność systemu, ale także zmniejsza rozmiar i wagę systemu, zwiększając przenośność i elastyczność urządzeń.
Ogólnie rzecz biorąc, seria kondensatorów foliowych DC-Link firmy YMIN oferuje 30% poprawę wytrzymałości dv/dt i 30% wzrost żywotności w porównaniu z innymi kondensatorami foliowymi na rynku. Zapewnia to nie tylko większą niezawodność obwodów SiC/IGBT, ale także lepszą opłacalność, przezwyciężając bariery cenowe w powszechnym stosowaniu kondensatorów foliowych.
Jako pionier branży, YMIN jest głęboko zaangażowany w dziedzinę kondensatorów od ponad 20 lat. Jego kondensatory wysokiego napięcia są stabilnie stosowane w zaawansowanych dziedzinach, takich jak pokładowe OBC, nowe stosy ładowania energii, falowniki fotowoltaiczne i roboty przemysłowe od wielu lat. Ta nowa generacja produktów kondensatorów foliowych rozwiązuje różne wyzwania w zakresie kontroli procesu produkcji kondensatorów foliowych i sprzętu, ukończyła certyfikację niezawodności u wiodących globalnych przedsiębiorstw i osiągnęła zastosowanie na dużą skalę, udowadniając niezawodność produktu większym klientom. W przyszłości YMIN wykorzysta swoje długoterminowe techniczne akumulacje, aby wesprzeć szybki rozwój nowej branży energetycznej dzięki wysoce niezawodnym i opłacalnym produktom kondensatorowym.
Więcej informacji znajdziesz na stroniewww.ymin.cn.
Czas publikacji: 07-07-2024