Хорошей лошади — хорошее седло! Чтобы в полной мере использовать преимущества устройств SiC, необходимо также соединить схемную систему с подходящими конденсаторами. От главного управления приводом в электромобилях до мощных новых энергетических сценариев, таких как фотоэлектрические инверторы, пленочные конденсаторы постепенно становятся мейнстримом, и рынок срочно нуждается в продуктах с высокой стоимостью и производительностью.
Недавно Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. выпустила пленочные конденсаторы с поддержкой постоянного тока, которые обладают четырьмя выдающимися преимуществами, делающими их подходящими для IGBT седьмого поколения Infineon. Они также помогают решать проблемы стабильности, надежности, миниатюризации и стоимости в системах SiC.
Пленочные конденсаторы достигают почти 90% проникновения в приложениях главного привода. Зачем они нужны SiC и IGBT?
В последние годы, с быстрым развитием новых энергетических отраслей, таких как хранение энергии, зарядка и электромобили (EV), спрос на конденсаторы DC-Link стремительно растет. Проще говоря, конденсаторы DC-Link действуют как буферы в цепях, поглощая высокие импульсные токи со стороны шины и сглаживая напряжение на шине, тем самым защищая переключатели IGBT и SiC MOSFET от высоких импульсных токов и переходных напряжений.
Обычно алюминиевые электролитические конденсаторы используются в приложениях поддержки постоянного тока. Однако, поскольку напряжение на шинах новых энергетических транспортных средств увеличивается с 400 В до 800 В, а фотоэлектрические системы переходят на 1500 В и даже 2000 В, спрос на пленочные конденсаторы значительно растет.
Данные показывают, что в 2022 году установленная мощность инверторов электроприводов на основе пленочных конденсаторов DC-Link достигла 5,1117 млн единиц, что составляет 88,7% от общей установленной мощности электронных средств управления. Ведущие компании по электронному управлению, такие как Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec и Wiran Power, используют пленочные конденсаторы DC-Link в своих инверторах приводов с общим коэффициентом установленной мощности до 82,9%. Это свидетельствует о том, что пленочные конденсаторы заменили электролитические конденсаторы в качестве основного направления на рынке электроприводов.
Это связано с тем, что максимальное сопротивление напряжению алюминиевых электролитических конденсаторов составляет приблизительно 630 В. В высоковольтных и мощных приложениях свыше 700 В для удовлетворения требований к использованию необходимо подключать несколько электролитических конденсаторов последовательно и параллельно, что влечет за собой дополнительные потери энергии, затраты на комплектацию и проблемы с надежностью.
В исследовательской работе из Университета Малайзии указано, что электролитические конденсаторы обычно используются в звене постоянного тока полумостовых инверторов на основе кремниевых IGBT, но из-за высокого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) электролитических конденсаторов могут возникать скачки напряжения. По сравнению с решениями на основе кремниевых IGBT, SiC MOSFET имеют более высокие частоты переключения, что приводит к более высоким амплитудам скачков напряжения в звене постоянного тока полумостовых инверторов. Это может привести к ухудшению производительности устройства или даже повреждению, поскольку резонансная частота электролитических конденсаторов составляет всего 4 кГц, что недостаточно для поглощения пульсации тока инверторов на основе SiC MOSFET.
Поэтому в приложениях постоянного тока с более высокими требованиями к надежности, таких как инверторы электроприводов и фотоэлектрические инверторы, обычно выбирают пленочные конденсаторы. По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами их преимущества в производительности включают более высокое сопротивление напряжению, более низкое ESR, отсутствие полярности, более стабильную производительность и более длительный срок службы, что позволяет создать более надежную конструкцию системы с более высокой устойчивостью к пульсациям.
Кроме того, использование пленочных конденсаторов в системе может многократно использовать преимущества SiC MOSFET с высокой частотой и малыми потерями, значительно уменьшая размер и вес пассивных компонентов (индукторов, трансформаторов, конденсаторов) в системе. Согласно исследованию Wolfspeed, для 10-киловаттного кремниевого инвертора IGBT требуется 22 алюминиевых электролитических конденсатора, тогда как для 40-киловаттного инвертора SiC требуется всего 8 пленочных конденсаторов, что значительно сокращает площадь печатной платы.
YMIN запускает новые пленочные конденсаторы с четырьмя основными преимуществами для поддержки новой энергетической отрасли
Для удовлетворения срочных потребностей рынка YMIN недавно выпустила серии MDP и MDR DC-поддерживающих пленочных конденсаторов. Используя передовые производственные процессы и высококачественные материалы, эти конденсаторы идеально совместимы с эксплуатационными требованиями SiC MOSFET и кремниевых IGBT от мировых лидеров в области силовых полупроводников, таких как Infineon.
Пленочные конденсаторы серий MDP и MDR компании YMIN обладают рядом примечательных особенностей: более низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), более высоким номинальным напряжением, более низким током утечки и более высокой температурной стабильностью.
Во-первых, пленочные конденсаторы YMIN имеют конструкцию с низким ESR, эффективно снижая напряжение при переключении SiC MOSFET и кремниевых IGBT, тем самым минимизируя потери конденсатора и повышая общую эффективность системы. Кроме того, эти конденсаторы имеют более высокое номинальное напряжение, способны выдерживать более высокие напряжения и обеспечивать стабильную работу системы.
Пленочные конденсаторы YMIN серий MDP и MDR имеют диапазоны емкости 5 мкФ–150 мкФ и 50 мкФ–3000 мкФ, а также диапазоны напряжения 350–1500 В и 350–2200 В соответственно.
Во-вторых, новейшие пленочные конденсаторы YMIN имеют меньший ток утечки и более высокую температурную стабильность. В случае электронных систем управления электромобилями, которые обычно имеют большую мощность, результирующее тепловыделение может существенно повлиять на срок службы и надежность пленочных конденсаторов. Чтобы решить эту проблему, серии MDP и MDR от YMIN включают высококачественные материалы и передовые технологии производства для разработки улучшенной тепловой структуры конденсаторов. Это обеспечивает стабильную работу даже в условиях высоких температур, предотвращая ухудшение значения конденсатора или отказ из-за повышения температуры. Кроме того, эти конденсаторы имеют более длительный срок службы, обеспечивая более надежную поддержку для силовых электронных систем.
В-третьих, конденсаторы серий MDP и MDR от YMIN имеют меньший размер и большую плотность мощности. Например, в системах электропривода 800 В тенденция заключается в использовании устройств SiC для уменьшения размера конденсаторов и других пассивных компонентов, тем самым способствуя миниатюризации электронного управления. YMIN применила инновационную технологию производства пленки, которая не только повышает общую интеграцию и эффективность системы, но и уменьшает размер и вес системы, повышая портативность и гибкость устройств.
В целом, серия пленочных конденсаторов DC-Link от YMIN обеспечивает 30%-ное улучшение способности выдерживать dv/dt и 30%-ное увеличение срока службы по сравнению с другими пленочными конденсаторами на рынке. Это не только обеспечивает большую надежность для схем SiC/IGBT, но и лучшую экономическую эффективность, преодолевая ценовые барьеры в широком применении пленочных конденсаторов.
Будучи пионером отрасли, YMIN уже более 20 лет глубоко вовлечена в сферу конденсаторов. Ее высоковольтные конденсаторы стабильно применяются в таких областях высокого класса, как бортовые OBC, новые энергетические зарядные батареи, фотоэлектрические инверторы и промышленные роботы в течение многих лет. Это новое поколение пленочных конденсаторных продуктов решает различные проблемы в управлении процессом производства пленочных конденсаторов и оборудовании, прошло сертификацию надежности с ведущими мировыми предприятиями и достигло широкомасштабного применения, доказав надежность продукта крупным клиентам. В будущем YMIN будет использовать свое долгосрочное техническое накопление для поддержки быстрого развития новой энергетической отрасли с помощью высоконадежных и экономически эффективных конденсаторных продуктов.
Для получения более подробной информации посетите сайтwww.ymin.cn.
Время публикации: 07-07-2024