Хорошему коню – хорошее седло! Чтобы в полной мере использовать преимущества SiC-устройств, необходимо также соединить схему с подходящими конденсаторами. От управления главным приводом электромобилей до мощных новых энергетических решений, таких как фотоэлектрические инверторы, пленочные конденсаторы постепенно становятся популярными, и рынок остро нуждается в высококачественных продуктах с высокой стоимостью.
Недавно компания Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. выпустила пленочные конденсаторы постоянного тока с поддержкой постоянного тока, обладающие четырьмя выдающимися преимуществами, делающими их подходящими для IGBT седьмого поколения Infineon. Они также помогают решить проблемы стабильности, надежности, миниатюризации и стоимости в системах SiC.
Плёночные конденсаторы достигают почти 90% проникновения в главные приводные системы. Зачем они нужны SiC и IGBT?
В последние годы, в связи с бурным развитием новых отраслей энергетики, таких как накопление энергии, зарядка и электромобили, спрос на конденсаторы для цепей постоянного тока стремительно растёт. Проще говоря, конденсаторы для цепей постоянного тока действуют как буферы в цепях, поглощая высокие импульсные токи со стороны шины и сглаживая напряжение на ней, тем самым защищая ключи IGBT и SiC MOSFET от высоких импульсных токов и переходных напряжений.
Обычно алюминиевые электролитические конденсаторы используются в системах постоянного тока. Однако, с ростом напряжения на шинах новых транспортных средств с 400 до 800 В, а также с переходом фотоэлектрических систем на 1500 и даже 2000 В, спрос на плёночные конденсаторы значительно растёт.
Данные показывают, что в 2022 году установленная мощность преобразователей частоты электроприводов на основе пленочных конденсаторов постоянного тока достигла 5,1117 млн единиц, что составляет 88,7% от общей установленной мощности электронных систем управления. Ведущие компании в области электронных систем управления, такие как Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec и Wiran Power, используют пленочные конденсаторы постоянного тока в своих преобразователях частоты, с общим коэффициентом установленной мощности до 82,9%. Это свидетельствует о том, что пленочные конденсаторы вытеснили электролитические конденсаторы и стали основным направлением на рынке электроприводов.
Это связано с тем, что максимальное сопротивление алюминиевых электролитических конденсаторов напряжению составляет приблизительно 630 В. В высоковольтных и мощных системах, превышающих 700 В, для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо подключать несколько электролитических конденсаторов последовательно и параллельно, что приводит к дополнительным потерям энергии, удорожанию комплектующих и проблемам с надёжностью.
В исследовательской работе Университета Малайзии указывается, что электролитические конденсаторы обычно используются в звене постоянного тока полумостовых инверторов на кремниевых IGBT, однако из-за высокого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) электролитических конденсаторов могут возникать скачки напряжения. По сравнению с кремниевыми IGBT-решениями, 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 снижению производительности устройства или даже к его повреждению, поскольку резонансная частота электролитических конденсаторов составляет всего 4 кГц, что недостаточно для поглощения пульсаций тока инверторов на SiC MOSFET.
Поэтому в системах постоянного тока с повышенными требованиями к надежности, таких как инверторы электроприводов и фотоэлектрические преобразователи, обычно выбирают пленочные конденсаторы. По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами, их преимущества включают более высокое сопротивление напряжению, меньшее эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), отсутствие полярности, более стабильную работу и более длительный срок службы, что позволяет создавать более надежные системы с более высокой устойчивостью к пульсациям.
Кроме того, использование плёночных конденсаторов в системе позволяет многократно использовать преимущества SiC MOSFET с его высокой частотой и низкими потерями, значительно уменьшая размер и вес пассивных компонентов (индукторов, трансформаторов, конденсаторов) в системе. Согласно исследованиям Wolfspeed, для кремниевого IGBT-инвертора мощностью 10 кВт требуется 22 алюминиевых электролитических конденсатора, тогда как для SiC-инвертора мощностью 40 кВт требуется всего 8 плёночных конденсаторов, что значительно сокращает площадь печатной платы.
YMIN выпускает новые пленочные конденсаторы с четырьмя основными преимуществами для поддержки новой энергетической отрасли
Чтобы удовлетворить срочные потребности рынка, компания YMIN недавно выпустила серии пленочных конденсаторов постоянного тока MDP и MDR. Благодаря использованию передовых производственных процессов и высококачественных материалов эти конденсаторы идеально соответствуют эксплуатационным требованиям 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: пониженным эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), более высоким номинальным напряжением, пониженным током утечки и более высокой температурной стабильностью.
Во-первых, пленочные конденсаторы YMIN имеют низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), что эффективно снижает перенапряжение при переключении SiC MOSFET и кремниевых IGBT, тем самым минимизируя потери в конденсаторе и повышая общую эффективность системы. Кроме того, эти конденсаторы имеют более высокое номинальное напряжение, способное 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 обладают меньшим током утечки и более высокой температурной стабильностью. В случае электронных систем управления электромобилями, которые обычно имеют высокую мощность, возникающее в результате тепловыделение может существенно повлиять на срок службы и надежность пленочных конденсаторов. Чтобы решить эту проблему, в сериях MDP и MDR от YMIN используются высококачественные материалы и передовые технологии производства, позволяющие разработать улучшенную тепловую структуру конденсаторов. Это обеспечивает стабильную работу даже в условиях высоких температур, предотвращая ухудшение характеристик конденсатора или его выход из строя из-за повышения температуры. Кроме того, эти конденсаторы имеют более длительный срок службы, обеспечивая более надежную поддержку силовых электронных систем.
В-третьих, конденсаторы серий MDP и MDR от YMIN отличаются меньшими габаритами и более высокой удельной мощностью. Например, в системах электропривода напряжением 800 В наблюдается тенденция к использованию SiC-компонентов для уменьшения размеров конденсаторов и других пассивных компонентов, что способствует миниатюризации электронных систем управления. YMIN применила инновационную технологию производства плёнок, которая не только повышает общую интеграцию и эффективность системы, но и уменьшает её габариты и вес, повышая портативность и гибкость устройств.
В целом, пленочные конденсаторы серии YMIN DC-Link обеспечивают на 30% более высокую стойкость к перенапряжениям и на 30% более длительный срок службы по сравнению с другими пленочными конденсаторами на рынке. Это не только обеспечивает более высокую надежность схем SiC/IGBT, но и более высокую экономическую эффективность, преодолевая ценовые барьеры, характерные для широкого применения пленочных конденсаторов.
Будучи пионером отрасли, компания YMIN уже более 20 лет активно работает в области конденсаторов. Её высоковольтные конденсаторы уже много лет стабильно применяются в таких высокотехнологичных областях, как бортовые бортовые батареи, зарядные станции для новых источников энергии, фотоэлектрические преобразователи и промышленные роботы. Это новое поколение плёночных конденсаторов решает различные задачи управления технологическим процессом и оборудованием для производства плёночных конденсаторов, прошло сертификацию надёжности у ведущих мировых компаний и достигло масштабного применения, подтверждая надёжность своей продукции крупным заказчикам. В будущем YMIN будет использовать свой многолетний технический опыт для поддержки быстрого развития новой энергетической отрасли, предлагая высоконадёжные и экономичные конденсаторные продукты.
Для получения более подробной информации посетите сайтwww.ymin.cn.
Время публикации: 07 июля 2024 г.