Un bon cavall es mereix una bona cadira! Per aprofitar al màxim els avantatges dels dispositius SiC, també és necessari emparellar el sistema de circuits amb condensadors adequats. Des del control de l'accionament principal en vehicles elèctrics fins a nous escenaris d'energia d'alta potència com els inversors fotovoltaics, els condensadors de pel·lícula s'estan convertint gradualment en corrent i el mercat necessita urgentment productes d'alt rendiment.
Recentment, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. va llançar condensadors de pel·lícula de suport DC, que tenen quatre avantatges destacats que els fan adequats per als IGBT de setena generació d'Infineon. També ajuden a abordar els reptes d'estabilitat, fiabilitat, miniaturització i cost en sistemes de SiC.
Els condensadors de pel·lícula aconsegueixen gairebé el 90% de penetració en aplicacions d'accionament principal. Per què els necessiten SiC i IGBT?
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 DC-Link ha augmentat ràpidament. En poques paraules, els condensadors DC-Link actuen com a amortidors en els circuits, absorbint corrents de pols elevats de l'extrem del bus i suavitzant la tensió del bus, protegint així els interruptors MOSFET IGBT i SiC de corrents de pols elevats i impactes de voltatge transitori.
Normalment, els condensadors electrolítics d'alumini s'utilitzen en aplicacions de suport de corrent continu. No obstant això, amb la tensió del bus dels vehicles de nova energia que augmenta de 400V a 800V i els sistemes fotovoltaics es mouen cap a 1500V i fins i tot 2000V, la demanda de condensadors de pel·lícula està augmentant significativament.
Les dades mostren que el 2022, la capacitat instal·lada dels inversors d'accionament elèctric basats en condensadors de pel·lícula DC-Link va assolir els 5,1117 milions d'unitats, que representen el 88,7% de la capacitat instal·lada total dels controls electrònics. Les principals empreses de control electrònic com Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec i Wiran Power utilitzen condensadors de pel·lícula DC-Link als seus inversors d'accionament, amb una relació de capacitat instal·lada combinada de fins al 82,9%. Això indica que els condensadors de pel·lícula han substituït els condensadors electrolítics com a corrent principal al mercat de la unitat elèctrica.
Això es deu al fet que la resistència de tensió màxima dels condensadors electrolítics d'alumini és d'aproximadament 630 V. En aplicacions d'alta tensió i alta potència per sobre de 700 V, s'han de connectar múltiples condensadors electrolítics en sèrie i en paral·lel per complir els requisits d'ús, la qual cosa comporta una pèrdua d'energia addicional, un cost de BOM i problemes de fiabilitat.
Un document d'investigació de la Universitat de Malàisia indica que els condensadors electrolítics s'utilitzen normalment a l'enllaç DC dels inversors de mig pont IGBT de silici, però es poden produir pujades de tensió a causa de l'alta resistència en sèrie equivalent (ESR) dels condensadors electrolítics. En comparació amb les solucions IGBT basades en silici, els MOSFET de SiC tenen freqüències de commutació més altes, donant lloc a amplituds de sobretensió més altes a l'enllaç DC dels inversors de mig pont. Això pot provocar una degradació del rendiment del dispositiu o fins i tot danys, ja que la freqüència de ressonància dels condensadors electrolítics és només de 4 kHz, insuficient per absorbir l'ondulació actual dels inversors MOSFET SiC.
Per tant, en aplicacions de corrent continu amb requisits de fiabilitat més elevats, com ara inversors d'accionament elèctric i inversors fotovoltaics, normalment s'escullen condensadors de pel·lícula. En comparació amb els condensadors electrolítics d'alumini, els seus avantatges de rendiment inclouen una major resistència a la tensió, menor ESR, sense polaritat, un rendiment més estable i una vida útil més llarga, cosa que permet un disseny del sistema més fiable amb una resistència a l'ondulació més forta.
A més, l'ús de condensadors de pel·lícula al sistema pot aprofitar repetidament els avantatges d'alta freqüència i baixes pèrdues dels MOSFET SiC, reduint significativament la mida i el pes dels components passius (inductors, transformadors, condensadors) del sistema. Segons la investigació de Wolfspeed, un inversor IGBT basat en silici de 10 kW requereix 22 condensadors electrolítics d'alumini, mentre que un inversor SiC de 40 kW només necessita 8 condensadors de pel·lícula, reduint molt l'àrea de PCB.
YMIN llança nous condensadors de pel·lícula amb quatre avantatges principals per donar suport a la indústria de la nova energia
Per fer front a les demandes urgents del mercat, YMIN ha llançat recentment la sèrie MDP i MDR de condensadors de pel·lícula de suport DC. Utilitzant processos de fabricació avançats i materials d'alta qualitat, aquests condensadors són perfectament compatibles amb els requisits operatius dels MOSFET SiC i dels IGBT basats en silici dels líders mundials de semiconductors d'energia com Infineon.
Els condensadors de pel·lícula de les sèries MDP i MDR d'YMIN tenen diverses característiques notables: menor resistència de sèrie equivalent (ESR), tensió nominal més alta, menor corrent de fuga i estabilitat a la temperatura més alta.
En primer lloc, els condensadors de pel·lícula d'YMIN presenten un disseny ESR baix, reduint eficaçment l'estrès de tensió durant la commutació de MOSFET SiC i IGBT basats en silici, minimitzant així les pèrdues de condensadors i millorant l'eficiència general del sistema. A més, aquests condensadors tenen una tensió nominal més alta, capaç de suportar condicions de tensió més altes i garantir un funcionament estable del sistema.
Les sèries MDP i MDR de condensadors de pel·lícula YMIN ofereixen rangs de capacitat de 5uF-150uF i 50uF-3000uF i rangs de tensió de 350V-1500V i 350V-2200V, respectivament.
En segon lloc, els últims condensadors de pel·lícula d'YMIN tenen un corrent de fuga més baix i una estabilitat a la temperatura més alta. En el cas dels sistemes de control electrònic de vehicles elèctrics, que solen tenir una gran potència, la generació de calor resultant pot afectar significativament la vida útil i la fiabilitat dels condensadors de pel·lícula. Per solucionar-ho, les sèries MDP i MDR d'YMIN incorporen materials d'alta 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 fallada del valor del condensador a causa de l'augment de 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 les sèries MDP i MDR de YMIN presenten una mida més petita i una densitat de potència més alta. Per exemple, en els sistemes d'accionament elèctric de 800 V, la tendència és utilitzar dispositius SiC per reduir la mida dels condensadors i altres components passius, promovent així la miniaturització dels controls electrònics. YMIN ha emprat una tecnologia innovadora de fabricació de pel·lícules, que no només augmenta la integració i l'eficiència generals 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 pel·lícula DC-Link d'YMIN ofereix una millora del 30% en la capacitat de suport dv/dt i un augment del 30% en la vida útil en comparació amb altres condensadors de pel·lícula 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 preu en l'aplicació generalitzada de condensadors de pel·lícula.
Com a pioner de la indústria, YMIN ha estat profundament implicat en el camp dels condensadors 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 de condensadors de pel·lícula resol diversos reptes en el control i equipament del procés de producció de condensadors de pel·lícula, ha completat la certificació de fiabilitat amb les principals empreses mundials i ha aconseguit una aplicació a gran escala, demostrant la fiabilitat del producte 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 rendibles.
Per a més informació, visiteuwww.ymin.cn.
Hora de publicació: Jul-07-2024