Един добър кон заслужава добро седло! За да се използват напълно предимствата на SiC устройствата, е необходимо също така да се сдвои електрическата верига с подходящи кондензатори. От главното управление на задвижването в електрическите превозни средства до нови енергийни сценарии с висока мощност, като фотоволтаични инвертори, филмовите кондензатори постепенно се превръщат в масови продукти и пазарът спешно се нуждае от високоефективни продукти.
Наскоро Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. пусна на пазара DC поддържащи филмови кондензатори, които имат четири изключителни предимства, което ги прави подходящи за IGBT транзисторите от седмо поколение на Infineon. Те също така помагат за справяне с предизвикателствата, свързани със стабилността, надеждността, миниатюризацията и цената в SiC системите.
Филмовите кондензатори постигат почти 90% проникване в приложенията за главни задвижвания. Защо SiC и IGBT се нуждаят от тях?
През последните години, с бързото развитие на нови енергийни индустрии, като например съхранение на енергия, зареждане и електрически превозни средства (EV), търсенето на DC-Link кондензатори нараства бързо. Казано по-просто, DC-Link кондензаторите действат като буфери в електрическите вериги, абсорбирайки високи импулсни токове от края на шината и изглаждайки напрежението на шината, като по този начин защитават IGBT и SiC MOSFET превключвателите от високи импулсни токове и преходни напрежения.
Обикновено алуминиевите електролитни кондензатори се използват в приложения за поддържане на постоянен ток. Въпреки това, с увеличаването на напрежението на шините на новите енергийни превозни средства от 400V до 800V и насочването на фотоволтаичните системи към 1500V и дори 2000V, търсенето на филмови кондензатори нараства значително.
Данните показват, че през 2022 г. инсталираният капацитет на инвертори за електрически задвижвания, базирани на DC-Link филмови кондензатори, достигна 5,1117 милиона единици, което представлява 88,7% от общия инсталиран капацитет на електронните управления. Водещи компании за електронно управление като Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec и Wiran Power използват DC-Link филмови кондензатори в своите инвертори за задвижвания, с комбинирано съотношение на инсталирания капацитет до 82,9%. Това показва, че филмовите кондензатори са заменили електролитните кондензатори като основен продукт на пазара на електрически задвижвания.
Това е така, защото максималното съпротивление на алуминиевите електролитни кондензатори е приблизително 630V. При приложения с високо напрежение и висока мощност над 700V е необходимо множество електролитни кондензатори да бъдат свързани последователно и паралелно, за да се отговорят на изискванията за употреба, 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 силициеви IGBT полумостови инвертори, но могат да възникнат пренапрежения поради високото еквивалентно серийно съпротивление (ESR) на електролитните кондензатори. В сравнение със силициевите IGBT решения, SiC MOSFET транзисторите имат по-високи честоти на превключване, което води до по-високи амплитуди на пренапреженията в DC връзката на полумостовите 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 абсорбиране на пулсациите на тока на SiC MOSFET инверторите.
Следователно, в DC приложения с по-високи изисквания за надеждност, като например инвертори за електрически задвижвания и фотоволтаични инвертори, обикновено се избират филмови кондензатори. В сравнение с алуминиевите електролитни кондензатори, техните предимства включват по-високо съпротивление на напрежение, по-ниско ESR, липса на полярност, по-стабилна работа 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 увеличи предимствата на SiC MOSFET-ите за висока честота и ниски загуби, като значително намали размера и теглото на пасивните компоненти (индуктори, трансформатори, кондензатори) в системата. Според изследване на Wolfspeed, 10kW силициев 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 пазарни изисквания, YMIN наскоро пусна на пазара серията MDP и MDR кондензатори за поддържащ постоянен ток. Използвайки усъвършенствани производствени процеси и висококачествени материали, тези кондензатори са напълно съвместими с работните изисквания на SiC MOSFET и силициеви IGBT транзистори от световни лидери в производството на силови 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 ниско ESR, което ефективно намалява напрежението по време на превключване на SiC MOSFET и силициеви IGBT транзистори, като по този начин минимизира загубите в кондензаторите и подобрява цялостната ефективност на системата. Освен това, тези кондензатори имат по-високо номинално напрежение, способни да издържат на условия на по-високо напрежение и да осигуряват стабилна работа на системата.
Сериите MDP и MDR филмови кондензатори на YMIN предлагат капацитетни диапазони от 5uF-150uF и 50uF-3000uF, както и напрежения 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 живота и надеждността на филмовите кондензатори. За да се справи с това, сериите MDP и MDR на YMIN включват висококачествени материали и усъвършенствани производствени техники, за да проектират подобрена термична структура на кондензаторите. Това осигурява стабилна работа дори при високотемпературни среди, предотвратявайки влошаване на стойността на кондензаторите или повреда поради повишаване на температурата. Освен това, тези кондензатори имат по-дълъг живот, осигурявайки по-надеждна поддръжка за силовите електронни системи.
Трето, кондензаторите от сериите MDP и MDR на YMIN се отличават с по-малък размер и по-висока плътност на мощността. Например, в 800V електрически задвижващи системи тенденцията е да се използват SiC устройства за намаляване на размера на кондензаторите и други пасивни компоненти, като по този начин се насърчава миниатюризацията на електронните управления. YMIN използва иновативна технология за производство на филми, която не само увеличава цялостната системна интеграция и ефективност, но и намалява размера и теглото на системата, подобрявайки преносимостта и гъвкавостта на устройствата.
Като цяло, серията филмови кондензатори DC-Link на YMIN предлага 30% подобрение в способността за издържане на dv/dt и 30% увеличение на живота в сравнение с други филмови кондензатори на пазара. Това не само осигурява по-добра надеждност за SiC/IGBT схеми, но и предлага по-добра икономическа ефективност, преодолявайки ценовите бариери при широкото приложение на филмовите кондензатори.
Като пионер в индустрията, YMIN е дълбоко ангажирана в областта на кондензаторите повече от 20 години. Нейните високоволтови кондензатори се прилагат стабилно във висок клас области като бордови OBC, нови зарядни станции за енергия, фотоволтаични инвертори и промишлени роботи в продължение на много години. Това ново поколение продукти от филмови кондензатори решава различни предизвикателства в контрола на производствените процеси и оборудване за филмови кондензатори, завършило е сертифициране за надеждност от водещи световни предприятия и е постигнало широкомащабно приложение, доказвайки надеждността на продукта на по-големи клиенти. В бъдеще YMIN ще използва дългосрочното си 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: 07 юли 2024 г.