En god hest fortjener en god sadel! For fuldt ud at udnytte fordelene ved SiC-enheder er det også nødvendigt at parre kredsløbssystemet med passende kondensatorer. Fra hoveddriftsstyringen i elektriske køretøjer til nye energiscenarier med høj effekt som fotovoltaiske invertere, bliver filmkondensatorer gradvist mainstream, og markedet har et presserende behov for produkter med høj ydelse.
For nylig lancerede Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. DC-støttefilmkondensatorer, som har fire enestående fordele, hvilket gør dem velegnede til Infineons syvende generations IGBT'er. De hjælper også med at løse udfordringerne med stabilitet, pålidelighed, miniaturisering og omkostninger i SiC-systemer.
Filmkondensatorer opnår næsten 90 % penetration i hoveddrevapplikationer. Hvorfor har SiC og IGBT brug for dem?
I de seneste år, med den hurtige udvikling af nye energiindustrier såsom energilagring, opladning og elektriske køretøjer (EV'er), er efterspørgslen efter DC-Link-kondensatorer steget hurtigt. Kort sagt fungerer DC-Link-kondensatorer som buffere i kredsløb, absorberer høje pulsstrømme fra busenden og udjævner busspændingen og beskytter dermed IGBT- og SiC MOSFET-switche mod høje pulsstrømme og transiente spændingspåvirkninger.
Typisk anvendes elektrolytiske kondensatorer af aluminium i DC-støtteapplikationer. Men med busspændingen i nye energikøretøjer, der stiger fra 400V til 800V, og fotovoltaiske systemer bevæger sig mod 1500V og endda 2000V, stiger efterspørgslen efter filmkondensatorer markant.
Data viser, at den installerede kapacitet for elektriske frekvensomformere baseret på DC-Link-filmkondensatorer i 2022 nåede op på 5,1117 millioner enheder, hvilket tegner sig for 88,7% af den samlede installerede kapacitet af elektroniske kontroller. Førende elektroniske kontrolvirksomheder som Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec og Wiran Power bruger alle DC-Link filmkondensatorer i deres frekvensomformere med et kombineret installeret kapacitetsforhold på op til 82,9 %. Dette indikerer, at filmkondensatorer har erstattet elektrolytiske kondensatorer som mainstream på markedet for elektriske drev.
Dette skyldes, at den maksimale spændingsmodstand for aluminium elektrolytiske kondensatorer er cirka 630V. I højspændings- og højeffektapplikationer over 700V skal flere elektrolytiske kondensatorer forbindes i serie og parallelt for at opfylde brugskravene, hvilket medfører yderligere energitab, styklisteomkostninger og pålidelighedsproblemer.
En forskningsartikel fra University of Malaysia indikerer, at elektrolytiske kondensatorer typisk bruges i DC-forbindelsen af silicium IGBT halvbro-invertere, men spændingsstigninger kan forekomme på grund af den høje ækvivalente seriemodstand (ESR) af elektrolytiske kondensatorer. Sammenlignet med siliciumbaserede IGBT-løsninger har SiC MOSFET'er højere koblingsfrekvenser, hvilket resulterer i højere spændingsoverspændingsamplituder i DC-forbindelsen af halvbro-invertere. Dette kan føre til forringelse af enhedens ydeevne eller endda beskadigelse, da resonansfrekvensen af elektrolytiske kondensatorer kun er 4kHz, hvilket er utilstrækkeligt til at absorbere den nuværende krusning af SiC MOSFET-invertere.
I DC-applikationer med højere krav til pålidelighed, såsom elektriske drevinvertere og fotovoltaiske invertere, vælges derfor typisk filmkondensatorer. Sammenlignet med elektrolytiske kondensatorer af aluminium omfatter deres ydeevnefordele højere spændingsmodstand, lavere ESR, ingen polaritet, mere stabil ydeevne og længere levetid, hvilket muliggør et mere pålideligt systemdesign med stærkere bølgemodstand.
Derudover kan brug af filmkondensatorer i systemet gentagne gange udnytte de højfrekvente fordele med lavt tab ved SiC MOSFET'er, hvilket væsentligt reducerer størrelsen og vægten af passive komponenter (induktorer, transformere, kondensatorer) i systemet. Ifølge Wolfspeed-forskning kræver en 10kW siliciumbaseret IGBT-inverter 22 elektrolytiske aluminiumkondensatorer, mens en 40kW SiC-inverter kun har brug for 8 filmkondensatorer, hvilket i høj grad reducerer PCB-området.
YMIN lancerer nye filmkondensatorer med fire store fordele for at understøtte den nye energiindustri
For at imødekomme presserende markedskrav har YMIN for nylig lanceret MDP- og MDR-serien af DC-støttefilmkondensatorer. Ved at bruge avancerede fremstillingsprocesser og materialer af høj kvalitet er disse kondensatorer perfekt kompatible med driftskravene for SiC MOSFET'er og siliciumbaserede IGBT'er fra globale krafthalvlederledere såsom Infineon.
YMINs filmkondensatorer i MDP- og MDR-serien har flere bemærkelsesværdige egenskaber: lavere ækvivalent seriemodstand (ESR), højere nominel spænding, lavere lækstrøm og højere temperaturstabilitet.
For det første har YMINs filmkondensatorer et lavt ESR-design, hvilket effektivt reducerer spændingsspændingen under omskiftning af SiC MOSFET'er og siliciumbaserede IGBT'er, og derved minimerer kondensatortab og forbedrer den samlede systemeffektivitet. Derudover har disse kondensatorer en højere nominel spænding, der er i stand til at modstå højere spændingsforhold og sikre stabil systemdrift.
MDP- og MDR-serien af YMIN-filmkondensatorer tilbyder kapacitansområder på henholdsvis 5uF-150uF og 50uF-3000uF og spændingsområder på henholdsvis 350V-1500V og 350V-2200V.
For det andet har YMINs seneste filmkondensatorer lavere lækstrøm og højere temperaturstabilitet. I tilfælde af elektroniske styresystemer til elektriske køretøjer, som typisk har høj effekt, kan den resulterende varmeudvikling betydeligt påvirke levetiden og pålideligheden af filmkondensatorer. For at løse dette, inkorporerer MDP- og MDR-serien fra YMIN materialer af høj kvalitet og avancerede fremstillingsteknikker for at designe en forbedret termisk struktur til kondensatorerne. Dette sikrer stabil ydeevne selv i højtemperaturmiljøer, hvilket forhindrer kondensatorværdiforringelse eller fejl på grund af temperaturstigning. Desuden har disse kondensatorer en længere levetid, hvilket giver mere pålidelig support til kraftelektroniske systemer.
For det tredje har MDP- og MDR-seriens kondensatorer fra YMIN en mindre størrelse og højere effekttæthed. For eksempel i 800V elektriske drivsystemer er tendensen at bruge SiC-enheder til at reducere størrelsen af kondensatorer og andre passive komponenter og dermed fremme miniaturisering af elektroniske kontroller. YMIN har brugt innovativ filmfremstillingsteknologi, som ikke kun øger den overordnede systemintegration og effektivitet, men også reducerer systemstørrelsen og vægten, hvilket forbedrer enhedernes bærbarhed og fleksibilitet.
Samlet set tilbyder YMINs DC-Link filmkondensatorserie en 30% forbedring i dv/dt-modstandsevne og en 30% forøgelse af levetiden sammenlignet med andre filmkondensatorer på markedet. Dette giver ikke kun bedre pålidelighed for SiC/IGBT-kredsløb, men giver også bedre omkostningseffektivitet, og overvinder prisbarriererne i den udbredte anvendelse af filmkondensatorer.
Som en industripioner har YMIN været dybt involveret i kondensatorområdet i over 20 år. Dens højspændingskondensatorer har været stabilt anvendt i avancerede områder såsom ombord OBC, nye energiopladningsbunker, solcelle-invertere og industrirobotter i mange år. Denne nye generation af filmkondensatorprodukter løser forskellige udfordringer inden for processtyring og udstyr til filmkondensatorproduktion, har gennemført pålidelighedscertificering hos førende globale virksomheder og opnået anvendelse i stor skala, hvilket beviser produktets pålidelighed til større kunder. I fremtiden vil YMIN udnytte sin langsigtede tekniske akkumulering til at understøtte den hurtige udvikling af den nye energiindustri med høj pålidelighed og omkostningseffektive kondensatorprodukter.
For mere information, besøg venligstwww.ymin.cn.
Indlægstid: Jul-07-2024