Добрият кон заслужава добро седло! За да се използват напълно предимствата на SiC устройствата, е необходимо също да се сдвои електрическата система с подходящи кондензатори. От основното управление на задвижването в електрически превозни средства до сценарии с висока мощност на нови енергийни източници като фотоволтаични инвертори, филмовите кондензатори постепенно се превръщат в мейнстрийм и пазарът спешно се нуждае от продукти с висока цена и ефективност.
Наскоро Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. пусна DC поддържащи филмови кондензатори, които имат четири изключителни предимства, което ги прави подходящи за IGBT от седмо поколение на Infineon. Те също така помагат за справяне с предизвикателствата на стабилността, надеждността, миниатюризацията и разходите в SiC системите.
Филмовите кондензатори постигат почти 90% проникване в приложения с главно задвижване. Защо SiC и IGBT се нуждаят от тях?
През последните години, с бързото развитие на нови енергийни индустрии като съхранение на енергия, зареждане и електрически превозни средства (EV), търсенето на DC-Link кондензатори се увеличава бързо. Просто казано, DC-Link кондензаторите действат като буфери във веригите, поглъщайки високи импулсни токове от края на шината и изглаждайки напрежението на шината, като по този начин защитават IGBT и SiC MOSFET превключватели от високи импулсни токове и преходни въздействия на напрежението.
Обикновено алуминиевите електролитни кондензатори се използват в приложения за поддръжка на постоянен ток. Въпреки това, с напрежението на шината на новите енергийни превозни средства, което се увеличава от 400V на 800V и фотоволтаичните системи се движат към 1500V и дори 2000V, търсенето на филмови кондензатори нараства значително.
Данните показват, че през 2022 г. инсталираният капацитет на инверторите за електрическо задвижване, базирани на филмови кондензатори DC-Link, е достигнал 5,1117 милиона единици, което представлява 88,7% от общия инсталиран капацитет на електронното управление. Водещи компании за електронно управление като Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec и Wiran Power всички използват филмови кондензатори DC-Link в своите задвижващи инвертори с комбиниран коефициент на инсталиран капацитет до 82,9%. Това показва, че филмовите кондензатори са заменили електролитните кондензатори като основния поток на пазара на електрически задвижвания.
Това е така, защото максималното съпротивление на напрежението на алуминиевите електролитни кондензатори е приблизително 630 V. При приложения с високо напрежение и висока мощност над 700 V, множество електролитни кондензатори трябва да бъдат свързани последователно и паралелно, за да отговорят на изискванията за използване, което води до допълнителни загуби на енергия, разходи за BOM и проблеми с надеждността.
Изследователска статия от Университета на Малайзия показва, че електролитните кондензатори обикновено се използват в DC връзката на силициевите IGBT полумостови инвертори, но могат да възникнат скокове на напрежението поради високото еквивалентно серийно съпротивление (ESR) на електролитните кондензатори. В сравнение с базираните на силиций IGBT решения, SiC MOSFET имат по-високи честоти на превключване, което води до по-високи амплитуди на пренапрежение в DC връзката на полумостови инвертори. Това може да доведе до влошаване на производителността на устройството или дори до повреда, тъй като резонансната честота на електролитните кондензатори е само 4kHz, недостатъчна, за да поеме текущата пулсация на SiC MOSFET инверторите.
Следователно, в приложения с постоянен ток с по-високи изисквания за надеждност, като инвертори с електрическо задвижване и фотоволтаични инвертори, обикновено се избират филмови кондензатори. В сравнение с алуминиевите електролитни кондензатори, техните предимства в производителността включват по-висока устойчивост на напрежение, по-ниско ESR, липса на полярност, по-стабилна производителност и по-дълъг живот, което позволява по-надежден дизайн на системата с по-силна устойчивост на пулсации.
Освен това, използването на филмови кондензатори в системата може многократно да използва високочестотните предимства с ниски загуби на SiC MOSFET, като значително намалява размера и теглото на пасивните компоненти (дросели, трансформатори, кондензатори) в системата. Според изследването на Wolfspeed, 10kW базиран на силиций IGBT инвертор изисква 22 алуминиеви електролитни кондензатора, докато 40kW SiC инвертор се нуждае само от 8 филмови кондензатора, което значително намалява площта на печатната платка.
YMIN пуска нови филмови кондензатори с четири основни предимства в подкрепа на новата енергийна индустрия
За да отговори на неотложните изисквания на пазара, YMIN наскоро пусна серията MDP и MDR от DC поддържащи филмови кондензатори. Използвайки усъвършенствани производствени процеси и висококачествени материали, тези кондензатори са идеално съвместими с работните изисквания на SiC MOSFET и базирани на силиций IGBT от глобални лидери в областта на силовите полупроводници като Infineon.
Филмовите кондензатори от серията MDP и MDR на YMIN имат няколко забележителни характеристики: по-ниско еквивалентно серийно съпротивление (ESR), по-високо номинално напрежение, по-нисък ток на утечка и по-висока температурна стабилност.
Първо, филмовите кондензатори на YMIN се отличават с дизайн с нисък ESR, ефективно намалявайки стреса на напрежението по време на превключването на SiC MOSFET и базирани на силиций IGBT, като по този начин минимизират загубите на кондензатор и подобряват цялостната ефективност на системата. В допълнение, тези кондензатори имат по-високо номинално напрежение, способни да издържат на условия на по-високо напрежение и осигуряват стабилна работа на системата.
Сериите MDP и MDR от филмови кондензатори YMIN предлагат диапазони на капацитет от 5uF-150uF и 50uF-3000uF и диапазони на напрежение съответно от 350V-1500V и 350V-2200V.
Второ, най-новите филмови кондензатори на YMIN имат по-нисък ток на утечка и по-висока температурна стабилност. В случай на електронни системи за управление на електрически превозни средства, които обикновено имат висока мощност, полученото генериране на топлина може значително да повлияе на продължителността на живота и надеждността на филмовите кондензатори. За да се справи с това, сериите MDP и MDR от YMIN включват висококачествени материали и усъвършенствани производствени техники за проектиране на подобрена термична структура за кондензаторите. Това гарантира стабилна производителност дори в среда с висока температура, предотвратявайки влошаване на стойността на кондензатора или повреда поради повишаване на температурата. Освен това тези кондензатори имат по-дълъг живот, осигурявайки по-надеждна поддръжка за силови електронни системи.
Трето, серийните кондензатори MDP и MDR от YMIN имат по-малък размер и по-висока плътност на мощността. Например в системите за електрическо задвижване от 800 V тенденцията е да се използват SiC устройства за намаляване на размера на кондензаторите и другите пасивни компоненти, като по този начин се насърчава миниатюризацията на електронните контроли. YMIN използва иновативна технология за производство на филми, която не само увеличава цялостната системна интеграция и ефективност, но също така намалява размера и теглото на системата, подобрявайки преносимостта и гъвкавостта на устройствата.
Като цяло, серията филмови кондензатори DC-Link на YMIN предлага 30% подобрение на способността за устойчивост на dv/dt и 30% увеличение на продължителността на живота в сравнение с други филмови кондензатори на пазара. Това не само осигурява по-добра надеждност за SiC/IGBT вериги, но също така предлага по-добра разходна ефективност, преодолявайки ценовите бариери при широкото приложение на филмови кондензатори.
Като пионер в индустрията, YMIN е дълбоко ангажиран в областта на кондензаторите повече от 20 години. Неговите високоволтови кондензатори се прилагат стабилно в области от висок клас като бордови OBC, нови енергийни зареждащи купчини, фотоволтаични инвертори и индустриални роботи в продължение на много години. Това ново поколение продукти за филмови кондензатори решава различни предизвикателства в контрола и оборудването на производствения процес на филмови кондензатори, завърши сертифициране за надеждност с водещи световни предприятия и постигна широкомащабно приложение, доказвайки надеждността на продукта на по-големи клиенти. В бъдеще YMIN ще използва своето дългосрочно техническо натрупване, за да подпомогне бързото развитие на новата енергийна индустрия с високонадеждни и рентабилни кондензаторни продукти.
За повече информация, моля посететеwww.ymin.cn.
Време на публикуване: 7 юли 2024 г