Dober konj si zasluži dobro sedlo! Da bi v celoti izkoristili prednosti SiC naprav, je treba sistem vezja povezati tudi z ustreznimi kondenzatorji. Od glavnega pogonskega krmiljenja v električnih vozilih do novih energetskih scenarijev z visoko močjo, kot so fotovoltaični razsmerniki, filmski kondenzatorji postopoma postajajo del mainstreama in trg nujno potrebuje visoko cenovno ugodne izdelke.
Pred kratkim je podjetje Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. predstavilo enosmerne podporne filmske kondenzatorje, ki imajo štiri izjemne prednosti, zaradi katerih so primerni za Infineonove IGBT-je sedme generacije. Prav tako pomagajo pri reševanju izzivov stabilnosti, zanesljivosti, miniaturizacije in stroškov v SiC sistemih.
Filmski kondenzatorji dosegajo skoraj 90-odstotno penetracijo v glavnih pogonskih aplikacijah. Zakaj jih potrebujeta SiC in IGBT?
V zadnjih letih se je s hitrim razvojem novih energetskih industrij, kot so shranjevanje energije, polnjenje in električna vozila, povpraševanje po kondenzatorjih z enosmerno povezavo (DC-Link), hitro povečalo. Preprosto povedano, kondenzatorji z enosmerno povezavo delujejo kot blažilniki v vezjih, absorbirajo visoke impulzne tokove s konca vodila in gladijo napetost vodila, s čimer ščitijo stikala IGBT in SiC MOSFET pred visokimi impulznimi tokovi in prehodnimi napetostnimi vplivi.
Običajno se aluminijasti elektrolitski kondenzatorji uporabljajo v aplikacijah za podporo enosmernega toka. Vendar pa se z naraščajočo napetostjo vodil vozil z novo energijo s 400 V na 800 V in premikanjem fotonapetostnih sistemov proti 1500 V in celo 2000 V povpraševanje po filmskih kondenzatorjih znatno povečuje.
Podatki kažejo, da je leta 2022 nameščena zmogljivost električnih pogonskih razsmernikov, ki temeljijo na filmskih kondenzatorjih DC-Link, dosegla 5,1117 milijona enot, kar predstavlja 88,7 % celotne nameščene zmogljivosti elektronskih krmilnikov. Vodilna podjetja za elektronski nadzor, kot so Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec in Wiran Power, v svojih pogonskih razsmernikih uporabljajo filmske kondenzatorje DC-Link, s skupnim razmerjem nameščene zmogljivosti do 82,9 %. To kaže, da so filmski kondenzatorji nadomestili elektrolitske kondenzatorje kot glavni izdelek na trgu električnih pogonov.
To je zato, ker je največja napetostna upornost aluminijevih elektrolitskih kondenzatorjev približno 630 V. Pri visokonapetostnih in visokozmogljivih aplikacijah nad 700 V je treba za izpolnitev zahtev uporabe zaporedno in vzporedno povezati več elektrolitskih kondenzatorjev, kar prinaša dodatne izgube energije, stroške BOM in težave z zanesljivostjo.
Raziskovalni članek Univerze v Maleziji kaže, da se elektrolitski kondenzatorji običajno uporabljajo v enosmernem toku silicijevih IGBT polmostnih razsmernikov, vendar lahko zaradi visoke ekvivalentne serijske upornosti (ESR) elektrolitskih kondenzatorjev pride do napetostnih sunkov. V primerjavi s silicijevimi IGBT rešitvami imajo SiC MOSFET-i višje preklopne frekvence, kar ima za posledico višje amplitude napetostnih sunkov v enosmernem toku polmostnih razsmernikov. To lahko povzroči poslabšanje delovanja naprave ali celo poškodbo, saj je resonančna frekvenca elektrolitskih kondenzatorjev le 4 kHz, kar ne zadostuje za absorpcijo tokovnega valovanja SiC MOSFET razsmernikov.
Zato se v enosmernih aplikacijah z višjimi zahtevami glede zanesljivosti, kot so električni pogonski inverterji in fotonapetostni inverterji, običajno izberejo filmski kondenzatorji. V primerjavi z aluminijastimi elektrolitskimi kondenzatorji imajo prednosti pri delovanju višjo napetostno upornost, nižji ESR, odsotnost polarnosti, stabilnejše delovanje in daljšo življenjsko dobo, kar omogoča zanesljivejšo zasnovo sistema z večjo odpornostjo na valovanje.
Poleg tega lahko uporaba filmskih kondenzatorjev v sistemu večkratno izkoristi prednosti visokofrekvenčnih in nizkoizgubnih SiC MOSFET-ov, kar znatno zmanjša velikost in težo pasivnih komponent (induktorjev, transformatorjev, kondenzatorjev) v sistemu. Glede na raziskavo Wolfspeed 10 kW silicijev IGBT razsmernik potrebuje 22 aluminijevih elektrolitskih kondenzatorjev, medtem ko 40 kW SiC razsmernik potrebuje le 8 filmskih kondenzatorjev, kar močno zmanjša površino tiskanega vezja.
YMIN predstavlja nove filmske kondenzatorje s štirimi glavnimi prednostmi za podporo novi energetski industriji
Da bi odgovoril na nujne zahteve trga, je YMIN pred kratkim predstavil serijo kondenzatorjev za podporo enosmernega toka MDP in MDR. Z uporabo naprednih proizvodnih procesov in visokokakovostnih materialov so ti kondenzatorji popolnoma združljivi z obratovalnimi zahtevami SiC MOSFET-ov in silicijevih IGBT-jev vodilnih svetovnih proizvajalcev polprevodnikov, kot je Infineon.
YMIN-ovi filmski kondenzatorji serije MDP in MDR imajo več pomembnih lastnosti: nižjo ekvivalentno serijsko upornost (ESR), višjo nazivno napetost, nižji uhajalni tok in večjo temperaturno stabilnost.
Prvič, filmski kondenzatorji YMIN imajo zasnovo z nizkim ESR, kar učinkovito zmanjšuje napetostno obremenitev med preklopom SiC MOSFET-ov in IGBT-jev na osnovi silicija, s čimer se zmanjšajo izgube kondenzatorjev in izboljša celotna učinkovitost sistema. Poleg tega imajo ti kondenzatorji višjo nazivno napetost, ki je sposobna prenesti pogoje višje napetosti in zagotavljati stabilno delovanje sistema.
Filmski kondenzatorji YMIN serije MDP in MDR ponujajo kapacitivnostna območja od 5uF do 150uF in od 50uF do 3000uF ter napetostna območja od 350V do 1500V oziroma 350V do 2200V.
Drugič, najnovejši filmski kondenzatorji YMIN imajo nižji uhajalni tok in večjo temperaturno stabilnost. V primeru elektronskih krmilnih sistemov električnih vozil, ki imajo običajno veliko moč, lahko nastala toplota znatno vpliva na življenjsko dobo in zanesljivost filmskih kondenzatorjev. Da bi to rešili, seriji MDP in MDR podjetja YMIN vključujeta visokokakovostne materiale in napredne proizvodne tehnike za zasnovo izboljšane toplotne strukture kondenzatorjev. To zagotavlja stabilno delovanje tudi v okoljih z visokimi temperaturami in preprečuje degradacijo vrednosti kondenzatorja ali okvaro zaradi dviga temperature. Poleg tega imajo ti kondenzatorji daljšo življenjsko dobo, kar zagotavlja zanesljivejšo podporo za močnostne elektronske sisteme.
Tretjič, kondenzatorji serije MDP in MDR podjetja YMIN imajo manjšo velikost in večjo gostoto moči. Na primer, v 800V električnih pogonskih sistemih je trend uporabe SiC naprav za zmanjšanje velikosti kondenzatorjev in drugih pasivnih komponent, s čimer se spodbuja miniaturizacija elektronskih krmilnikov. YMIN je uporabil inovativno tehnologijo izdelave filmov, ki ne le poveča celotno integracijo in učinkovitost sistema, temveč tudi zmanjša velikost in težo sistema, kar izboljša prenosljivost in prilagodljivost naprav.
Na splošno serija filmskih kondenzatorjev DC-Link podjetja YMIN ponuja 30-odstotno izboljšanje odpornosti proti dv/dt in 30-odstotno podaljšanje življenjske dobe v primerjavi z drugimi filmskimi kondenzatorji na trgu. To ne zagotavlja le boljše zanesljivosti za vezja SiC/IGBT, temveč tudi boljšo stroškovno učinkovitost in premaga cenovne ovire pri široki uporabi filmskih kondenzatorjev.
Kot pionir v industriji je YMIN že več kot 20 let globoko vpet v področje kondenzatorjev. Njihovi visokonapetostni kondenzatorji se že vrsto let stabilno uporabljajo na vrhunskih področjih, kot so vgrajeni OBC, novi polnilniki energije, fotonapetostni razsmerniki in industrijski roboti. Ta nova generacija izdelkov s filmskimi kondenzatorji rešuje različne izzive pri nadzoru procesov in opremi za proizvodnjo filmskih kondenzatorjev, je opravila certifikate za zanesljivost pri vodilnih svetovnih podjetjih in dosegla obsežno uporabo, kar dokazuje zanesljivost izdelka večjim strankam. V prihodnosti bo YMIN izkoristil svoje dolgoročno tehnično kopičenje za podporo hitremu razvoju nove energetske industrije z visoko zanesljivimi in stroškovno učinkovitimi izdelki s kondenzatorji.
Za več informacij obiščitewww.ymin.cn.
Čas objave: 7. julij 2024