Ένα καλό άλογο αξίζει μια καλή σέλα! Για να αξιοποιήσετε πλήρως τα πλεονεκτήματα των συσκευών SiC, είναι επίσης απαραίτητο να ζευγαρώσετε το σύστημα κυκλώματος με κατάλληλους πυκνωτές. Από τον κύριο έλεγχο μετάδοσης κίνησης στα ηλεκτρικά οχήματα έως τα σενάρια νέας ενέργειας υψηλής ισχύος, όπως οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς, οι πυκνωτές φιλμ γίνονται σταδιακά mainstream και η αγορά χρειάζεται επειγόντως προϊόντα υψηλού κόστους.
Πρόσφατα, η Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. κυκλοφόρησε τους πυκνωτές φιλμ υποστήριξης DC, οι οποίοι έχουν τέσσερα εξαιρετικά πλεονεκτήματα που τους καθιστούν κατάλληλους για τα IGBT έβδομης γενιάς της Infineon. Βοηθούν επίσης στην αντιμετώπιση των προκλήσεων της σταθερότητας, της αξιοπιστίας, της σμίκρυνσης και του κόστους στα συστήματα SiC.
Οι πυκνωτές φιλμ επιτυγχάνουν σχεδόν 90% διείσδυση στις εφαρμογές κύριας μετάδοσης κίνησης. Γιατί το SiC και το IGBT τα χρειάζονται;
Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη νέων ενεργειακών βιομηχανιών, όπως η αποθήκευση ενέργειας, η φόρτιση και τα ηλεκτρικά οχήματα (EV), η ζήτηση για πυκνωτές DC-Link αυξάνεται ραγδαία. Με απλά λόγια, οι πυκνωτές DC-Link λειτουργούν ως buffer στα κυκλώματα, απορροφώντας ρεύματα υψηλών παλμών από το άκρο του διαύλου και εξομαλύνοντας την τάση του διαύλου, προστατεύοντας έτσι τους διακόπτες IGBT και SiC MOSFET από υψηλά παλμικά ρεύματα και παροδικές κρούσεις τάσης.
Συνήθως, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υποστήριξης DC. Ωστόσο, με την τάση διαύλου των οχημάτων νέας ενέργειας να αυξάνεται από 400V σε 800V και τα φωτοβολταϊκά συστήματα να κινούνται προς τα 1500V και ακόμη και τα 2000V, η ζήτηση για πυκνωτές φιλμ αυξάνεται σημαντικά.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι το 2022, η εγκατεστημένη ισχύς των ηλεκτρικών μετατροπέων μετάδοσης κίνησης με βάση πυκνωτές φιλμ DC-Link έφτασε τα 5,1117 εκατομμύρια μονάδες, αντιπροσωπεύοντας το 88,7% της συνολικής εγκατεστημένης χωρητικότητας των ηλεκτρονικών χειριστηρίων. Οι κορυφαίες εταιρείες ηλεκτρονικού ελέγχου όπως η Fudi Power, η Tesla, η Inovance Technology, η Nidec και η Wiran Power χρησιμοποιούν πυκνωτές φιλμ DC-Link στους μετατροπείς μετάδοσης κίνησης, με συνδυασμένη αναλογία εγκατεστημένης χωρητικότητας έως και 82,9%. Αυτό δείχνει ότι οι πυκνωτές φιλμ έχουν αντικαταστήσει τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές ως το κύριο ρεύμα στην αγορά ηλεκτρικής κίνησης.
Αυτό συμβαίνει επειδή η μέγιστη αντίσταση τάσης των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών αλουμινίου είναι περίπου 630V. Σε εφαρμογές υψηλής τάσης και υψηλής ισχύος άνω των 700 V, πολλαπλοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές πρέπει να συνδέονται σε σειρά και παράλληλα για να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις χρήσης, γεγονός που επιφέρει επιπλέον απώλεια ενέργειας, κόστος BOM και ζητήματα αξιοπιστίας.
Μια ερευνητική εργασία από το Πανεπιστήμιο της Μαλαισίας δείχνει ότι οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται συνήθως στη σύνδεση συνεχούς ρεύματος των μετατροπέων μισής γέφυρας IGBT πυριτίου, αλλά μπορεί να προκύψουν υπερτάσεις λόγω της υψηλής αντίστασης ισοδύναμης σειράς (ESR) των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Σε σύγκριση με τις λύσεις IGBT που βασίζονται σε πυρίτιο, τα SiC MOSFET έχουν υψηλότερες συχνότητες μεταγωγής, με αποτέλεσμα υψηλότερα πλάτη υπέρτασης τάσης στη σύνδεση DC των μετατροπέων μισής γέφυρας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση της απόδοσης της συσκευής ή ακόμα και ζημιά, καθώς η συχνότητα συντονισμού των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι μόνο 4 kHz, ανεπαρκής για να απορροφήσει το ρεύμα κυματισμού των μετατροπέων SiC MOSFET.
Επομένως, σε εφαρμογές συνεχούς ρεύματος με υψηλότερες απαιτήσεις αξιοπιστίας, όπως οι ηλεκτρικοί μετατροπείς μετάδοσης κίνησης και οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς, συνήθως επιλέγονται πυκνωτές φιλμ. Σε σύγκριση με τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου, τα πλεονεκτήματα απόδοσής τους περιλαμβάνουν υψηλότερη αντίσταση τάσης, χαμηλότερο ESR, χωρίς πολικότητα, πιο σταθερή απόδοση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, επιτρέποντας έναν πιο αξιόπιστο σχεδιασμό συστήματος με ισχυρότερη αντίσταση κυματισμού.
Επιπλέον, η χρήση πυκνωτών φιλμ στο σύστημα μπορεί να αξιοποιήσει επανειλημμένα τα πλεονεκτήματα υψηλής συχνότητας και χαμηλών απωλειών των SiC MOSFET, μειώνοντας σημαντικά το μέγεθος και το βάρος των παθητικών εξαρτημάτων (επαγωγείς, μετασχηματιστές, πυκνωτές) στο σύστημα. Σύμφωνα με έρευνα της Wolfspeed, ένας μετατροπέας IGBT με βάση το πυρίτιο 10 kW απαιτεί 22 ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου, ενώ ένας μετατροπέας SiC 40 kW χρειάζεται μόνο 8 πυκνωτές φιλμ, μειώνοντας σημαντικά την επιφάνεια των PCB.
Η YMIN λανσάρει νέους πυκνωτές φιλμ με τέσσερα σημαντικά πλεονεκτήματα για την υποστήριξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας
Για να αντιμετωπίσει τις επείγουσες απαιτήσεις της αγοράς, η YMIN κυκλοφόρησε πρόσφατα τις σειρές MDP και MDR πυκνωτών φιλμ υποστήριξης DC. Χρησιμοποιώντας προηγμένες διαδικασίες κατασκευής και υλικά υψηλής ποιότητας, αυτοί οι πυκνωτές είναι απόλυτα συμβατοί με τις απαιτήσεις λειτουργίας των SiC MOSFET και των IGBT με βάση το πυρίτιο από παγκόσμιους ηγέτες ημιαγωγών ισχύος, όπως η Infineon.
Οι πυκνωτές φιλμ της σειράς MDP και MDR της YMIN έχουν πολλά αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά: χαμηλότερη αντίσταση ισοδύναμης σειράς (ESR), υψηλότερη ονομαστική τάση, χαμηλότερο ρεύμα διαρροής και υψηλότερη σταθερότητα θερμοκρασίας.
Πρώτον, οι πυκνωτές φιλμ της YMIN διαθέτουν σχεδιασμό χαμηλού ESR, μειώνοντας αποτελεσματικά την τάση τάσης κατά την εναλλαγή των SiC MOSFET και των IGBT με βάση το πυρίτιο, ελαχιστοποιώντας έτσι τις απώλειες πυκνωτών και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος. Επιπλέον, αυτοί οι πυκνωτές έχουν υψηλότερη ονομαστική τάση, ικανή να αντέχει σε συνθήκες υψηλότερης τάσης και να εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του συστήματος.
Οι σειρές MDP και MDR πυκνωτών φιλμ YMIN προσφέρουν εύρη χωρητικότητας 5uF-150uF και 50uF-3000uF και εύρος τάσης 350V-1500V και 350V-2200V, αντίστοιχα.
Δεύτερον, οι πιο πρόσφατοι πυκνωτές φιλμ της YMIN έχουν χαμηλότερο ρεύμα διαρροής και υψηλότερη σταθερότητα θερμοκρασίας. Στην περίπτωση των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου ηλεκτρικών οχημάτων, τα οποία έχουν συνήθως υψηλή ισχύ, η προκύπτουσα παραγωγή θερμότητας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής και την αξιοπιστία των πυκνωτών φιλμ. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, οι σειρές MDP και MDR της YMIN ενσωματώνουν υλικά υψηλής ποιότητας και προηγμένες τεχνικές κατασκευής για να σχεδιάσουν μια βελτιωμένη θερμική δομή για τους πυκνωτές. Αυτό εξασφαλίζει σταθερή απόδοση ακόμη και σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, αποτρέποντας την υποβάθμιση της τιμής του πυκνωτή ή την αστοχία λόγω αύξησης της θερμοκρασίας. Επιπλέον, αυτοί οι πυκνωτές έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, παρέχοντας πιο αξιόπιστη υποστήριξη για ηλεκτρονικά συστήματα ισχύος.
Τρίτον, οι πυκνωτές της σειράς MDP και MDR της YMIN διαθέτουν μικρότερο μέγεθος και μεγαλύτερη πυκνότητα ισχύος. Για παράδειγμα, στα συστήματα ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης 800 V, η τάση είναι η χρήση συσκευών SiC για τη μείωση του μεγέθους των πυκνωτών και άλλων παθητικών εξαρτημάτων, προωθώντας έτσι τη σμίκρυνση των ηλεκτρονικών χειριστηρίων. Η YMIN έχει χρησιμοποιήσει καινοτόμο τεχνολογία κατασκευής φιλμ, η οποία όχι μόνο αυξάνει τη συνολική ενοποίηση και αποτελεσματικότητα του συστήματος, αλλά μειώνει επίσης το μέγεθος και το βάρος του συστήματος, ενισχύοντας τη φορητότητα και την ευελιξία των συσκευών.
Συνολικά, η σειρά πυκνωτών φιλμ DC-Link της YMIN προσφέρει 30% βελτίωση στην ικανότητα αντοχής dv/dt και αύξηση 30% στη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με άλλους πυκνωτές φιλμ της αγοράς. Αυτό όχι μόνο παρέχει καλύτερη αξιοπιστία για τα κυκλώματα SiC/IGBT αλλά προσφέρει επίσης καλύτερη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας, ξεπερνώντας τα εμπόδια τιμών στην ευρεία εφαρμογή των πυκνωτών φιλμ.
Ως πρωτοπόρος στον κλάδο, η YMIN έχει εμπλακεί βαθιά στον τομέα των πυκνωτών για περισσότερα από 20 χρόνια. Οι πυκνωτές υψηλής τάσης του έχουν εφαρμοστεί σταθερά σε πεδία υψηλών προδιαγραφών όπως ενσωματωμένο OBC, νέοι σωροί φόρτισης ενέργειας, φωτοβολταϊκοί μετατροπείς και βιομηχανικά ρομπότ εδώ και πολλά χρόνια. Αυτή η νέα γενιά προϊόντων πυκνωτών φιλμ επιλύει διάφορες προκλήσεις στον έλεγχο της διαδικασίας παραγωγής πυκνωτών φιλμ και τον εξοπλισμό, έχει ολοκληρώσει την πιστοποίηση αξιοπιστίας με κορυφαίες παγκόσμιες επιχειρήσεις και έχει επιτύχει εφαρμογή μεγάλης κλίμακας, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία του προϊόντος σε μεγαλύτερους πελάτες. Στο μέλλον, η YMIN θα αξιοποιήσει τη μακροπρόθεσμη τεχνική συσσώρευσή της για να υποστηρίξει την ταχεία ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας με προϊόντα πυκνωτών υψηλής αξιοπιστίας και κόστους.
Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτεwww.ymin.cn.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-07-2024