Un bon cavall mereix una bona sella! Per aprofitar completament els avantatges dels dispositius SIC, també cal combinar el sistema de circuits amb condensadors adequats. Des del control principal de l’accionament en vehicles elèctrics fins a escenaris d’energia nous d’alta potència com els inversors fotovoltaics, els condensadors de cinema s’estan convertint en un corrent general i el mercat necessita urgentment productes de gran rendiment.
Recentment, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. va llançar condensadors de pel·lícules de suport DC, que tenen quatre avantatges destacats per fer-los adequats per als IGBT de la setena generació d’Infineon. També ajuden a afrontar els reptes d’estabilitat, fiabilitat, miniaturització i cost en sistemes SIC.
Els condensadors de cinema aconsegueixen gairebé un 90% de penetració en les aplicacions principals. Per què els SIC i IGBT els necessiten?
En els darrers anys, amb el ràpid desenvolupament de noves indústries energètiques com ara l’emmagatzematge d’energia, la càrrega i els vehicles elèctrics (EV), la demanda de condensadors de DC-Link ha augmentat ràpidament. En poques paraules, els condensadors de DC-Link actuen com a tampons en circuits, absorbint corrents de pols elevats des de l’extrem del bus i de tensió del bus suavitzant, protegint així IGBT i SIC MOSFET que s’intercanvien de corrents de pols elevats i impactes de tensió transitòria.
Típicament, els condensadors electrolítics d'alumini s'utilitzen en aplicacions de suport de corrent continu. No obstant això, amb la tensió del bus de nous vehicles energètics que va passar de 400V a 800V i els sistemes fotovoltaics que es desplacen cap a 1500V i fins i tot 2000V, la demanda de condensadors de cinema augmenta significativament.
Les dades mostren que el 2022, la capacitat instal·lada dels inversors de la unitat elèctrica basada en condensadors de pel·lícules de DC-Link va arribar a 5.1117 milions d’unitats, representant el 88,7% del total de la capacitat instal·lada dels controls electrònics. Les principals empreses de control electrònic com Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, NIDEC i Wiran Power utilitzen condensadors de pel·lícules DC-Link en els seus inversors d’accionament, amb una proporció de capacitat instal·lada combinada de fins a un 82,9%. Això indica que els condensadors de cinema han substituït els condensadors electrolítics com a principal del mercat de la unitat elèctrica.
Això es deu al fet que la resistència màxima de tensió dels condensadors electrolítics d’alumini és d’aproximadament 630V. En aplicacions d’alta tensió i d’alta potència per sobre de 700V, s’han de connectar múltiples condensadors electrolítics en sèrie i paral·leles per complir els requisits d’ús, que aporta problemes addicionals d’energia, cost de BOM i problemes de fiabilitat.
Un treball de recerca de la Universitat de Malàisia indica que els condensadors electrolítics s’utilitzen normalment en l’enllaç de corrent continu d’inversors de mig pont IGBT de silici, però es poden produir sobrecàrregues de tensió a causa de la gran resistència a la sèrie equivalent (ESR) de condensadors electrolítics. En comparació amb les solucions IGBT basades en silici, els MOSFETS SIC tenen freqüències de commutació més elevades, donant lloc a amplituds de sobretensió de tensió més elevades en l'enllaç de corrent continu dels inversors de mig pont. Això pot provocar una degradació del rendiment del dispositiu o fins i tot danys, ja que la freqüència ressonant dels condensadors electrolítics és de només 4KHz, insuficient per absorbir la ondulació actual d’inversors MOSFET sic.
Per tant, en aplicacions de corrent continu amb requisits de fiabilitat més elevats, com ara inversors de tracció elèctrica i inversors fotovoltaics, normalment es trien condensadors de cinema. En comparació amb els condensadors electrolítics d'alumini, els seus avantatges de rendiment inclouen una resistència de tensió més alta, una ESR inferior, cap polaritat, un rendiment més estable i una vida útil més llarga, permetent un disseny de sistema més fiable amb una resistència a ondulacions més forta.
Addicionalment, l’ús de condensadors de cinema del sistema pot aprofitar repetidament els avantatges d’alta freqüència i baixes baixes dels mosfets SiC, reduint significativament la mida i el pes dels components passius (inductors, transformadors, condensadors) del sistema. Segons Wolfspeed Research, un inversor IGBT basat en silici de 10kW requereix 22 condensadors electrolítics d’alumini, mentre que un inversor SIC de 40kW només necessita 8 condensadors de cinema, reduint molt l’àrea PCB.
Ymin llança nous condensadors de cinema amb quatre avantatges principals per donar suport a la nova indústria energètica
Per fer front a les demandes del mercat urgent, Ymin ha llançat recentment la sèrie MDP i MDR de condensadors de cinema de suport DC. Utilitzant processos avançats de fabricació i materials de gran qualitat, aquests condensadors són perfectament compatibles amb els requisits de funcionament de SIC MOSFETS i IGBT basats en silici de líders de semiconductors de potència global com Infineon.
Els condensadors de pel·lícules de la sèrie MDP i MDR de YMin tenen diverses característiques notables: resistència a la sèrie equivalent (ESR), tensió més elevada, corrent de fuita inferior i major estabilitat de temperatura.
En primer lloc, els condensadors de cinema de Ymin compten amb un disseny baix de ESR, reduint eficaçment la tensió de tensió durant la commutació de mosfets SiC i IGBTs basats en silici, minimitzant així les pèrdues del condensador i millorant l'eficiència general del sistema. A més, aquests condensadors tenen una tensió més alta, capaç de suportar condicions de tensió més elevades i assegurar el funcionament del sistema estable.
La sèrie MDP i MDR de condensadors de pel·lícula Ymin ofereixen intervals de capacitança de 5UF-15F i 50UF-3000UF, i intervals de tensió de 350V-1500V i 350V-2200V, respectivament.
En segon lloc, els últims condensadors de cinema de Ymin tenen un corrent de fuita inferior i una estabilitat de temperatura més elevada. En el cas dels sistemes de control electrònic de vehicles elèctrics, que normalment tenen una gran potència, la generació de calor resultant pot afectar significativament la vida útil i la fiabilitat dels condensadors de pel·lícules. Per solucionar-ho, la sèrie MDP i MDR de Ymin incorporen materials de gran qualitat i tècniques de fabricació avançades per dissenyar una estructura tèrmica millorada per als condensadors. Això garanteix un rendiment estable fins i tot en entorns d’alta temperatura, evitant la degradació o el fracàs del valor del condensador a causa de l’augment de la temperatura. A més, aquests condensadors tenen una vida útil més llarga, proporcionant un suport més fiable per als sistemes electrònics de potència.
En tercer lloc, els condensadors de la sèrie MDP i MDR de Ymin presenten una mida menor i una densitat de potència més alta. Per exemple, en sistemes de tracció elèctrica de 800V, la tendència és utilitzar dispositius SIC per reduir la mida dels condensadors i altres components passius, promovent així la miniaturització de controls electrònics. Ymin ha utilitzat una tecnologia innovadora de fabricació de pel·lícules, que no només augmenta la integració i eficiència general del sistema, sinó que també redueix la mida i el pes del sistema, millorant la portabilitat i la flexibilitat dels dispositius.
En general, la sèrie de condensadors de cinema de DC-Link de Ymine ofereix una millora del 30% de la capacitat de reserva de DV/DT i un augment del 30% de la vida en comparació amb altres condensadors de cinema del mercat. Això no només proporciona una millor fiabilitat per als circuits SIC/IGBT, sinó que també ofereix una millor rendibilitat, superant les barreres de preus en l’aplicació generalitzada dels condensadors de cinema.
Com a pioner de la indústria, Ymin ha estat profundament involucrat en el camp del condensador durant més de 20 anys. Els seus condensadors d’alta tensió s’han aplicat de manera estable en camps de gamma alta com ara OBC a bord, noves piles de càrrega d’energia, inversors fotovoltaics i robots industrials durant molts anys. Aquesta nova generació de productes condensadors de pel·lícules soluciona diversos reptes en el control i els equips de processos de producció de condensadors de cinema, ha completat la certificació de fiabilitat amb les principals empreses globals i ha aconseguit una aplicació a gran escala, demostrant la fiabilitat del producte per a clients més grans. En el futur, Ymin aprofitarà la seva acumulació tècnica a llarg termini per donar suport al ràpid desenvolupament de la nova indústria energètica amb productes de condensadors d’alta fiabilitat i rendibilitat.
Per obtenir més informació, visiteuwww.ymin.cn.
Posat: Jul-07-2024