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 hoveddrevstyringen i elbiler til nye energikilder med høj effekt, som f.eks. solcelledrev, bliver filmkondensatorer gradvist mainstream, og markedet har et presserende behov for produkter med høj ydeevne og omkostningseffektivitet.
For nylig lancerede Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. DC-støttefilmkondensatorer, som har fire enestående fordele, der gør dem velegnede til Infineons syvende generations IGBT'er. De hjælper også med at imødegå 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 senere år, med den hurtige udvikling af nye energiindustrier såsom energilagring, opladning og elbiler (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, hvilket beskytter IGBT- og SiC MOSFET-switche mod høje pulsstrømme og transiente spændingspåvirkninger.
Typisk anvendes aluminiumselektrolytkondensatorer i DC-understøttelsesapplikationer. Men med busspændingen i nye energibiler, der stiger fra 400V til 800V, og solcelleanlæg, der bevæger sig mod 1500V og endda 2000V, stiger efterspørgslen efter filmkondensatorer betydeligt.
Data viser, at den installerede kapacitet af elektriske drivinvertere baseret på DC-Link-filmkondensatorer i 2022 nåede 5,1117 millioner enheder, hvilket tegner sig for 88,7 % af den samlede installerede kapacitet af elektroniske styringer. Førende elektroniske styringsvirksomheder som Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec og Wiran Power bruger alle DC-Link-filmkondensatorer i deres drivinvertere med en samlet installeret kapacitetsgrad på op til 82,9 %. Dette indikerer, at filmkondensatorer har erstattet elektrolytkondensatorer som mainstream på markedet for elektriske drev.
Dette skyldes, at den maksimale spændingsmodstand for aluminiumselektrolytkondensatorer er cirka 630 V. I højspændings- og højeffektapplikationer over 700 V skal flere elektrolytkondensatorer forbindes i serie og parallelt for at opfylde brugskravene, hvilket medfører yderligere energitab, styklisteomkostninger og pålidelighedsproblemer.
En forskningsartikel fra University of Malaysia viser, at elektrolytkondensatorer typisk anvendes i DC-linket i silicium IGBT-halvbroinvertere, men spændingsstigninger kan forekomme på grund af den høje ækvivalente seriemodstand (ESR) i elektrolytkondensatorer. Sammenlignet med siliciumbaserede IGBT-løsninger har SiC MOSFET'er højere switchfrekvenser, hvilket resulterer i højere spændingsstigningsamplituder i DC-linket i halvbroinvertere. Dette kan føre til forringelse af enhedens ydeevne eller endda skade, da resonansfrekvensen for elektrolytkondensatorer kun er 4 kHz, hvilket er utilstrækkeligt til at absorbere strømrippelen fra SiC MOSFET-invertere.
Derfor vælges filmkondensatorer typisk i DC-applikationer med højere pålidelighedskrav, såsom elektriske drivinvertere og fotovoltaiske invertere. Sammenlignet med elektrolytkondensatorer 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 ripplemodstand.
Derudover kan brugen af filmkondensatorer i systemet gentagne gange udnytte fordelene ved højfrekvente og lave tab ved SiC MOSFET'er, hvilket reducerer størrelsen og vægten af passive komponenter (induktorer, transformere, kondensatorer) i systemet betydeligt. Ifølge Wolfspeed-forskning kræver en 10 kW siliciumbaseret IGBT-inverter 22 aluminiumselektrolytkondensatorer, hvorimod en 40 kW SiC-inverter kun behøver 8 filmkondensatorer, hvilket reducerer printpladearealet betydeligt.
YMIN lancerer nye filmkondensatorer med fire store fordele til 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 ledere inden for effekthalvledere som Infineon.
YMINs MDP- og MDR-serie filmkondensatorer har flere bemærkelsesværdige egenskaber: lavere ækvivalent seriemodstand (ESR), højere nominel spænding, lavere lækstrøm og højere temperaturstabilitet.
For det første har YMINs filmkondensatorer et lav-ESR-design, hvilket effektivt reducerer spændingsbelastningen under kobling af SiC MOSFET'er og siliciumbaserede IGBT'er, hvorved kondensatortab minimeres og den samlede systemeffektivitet forbedres. Derudover har disse kondensatorer en højere nominel spænding, der er i stand til at modstå højere spændingsforhold og sikrer stabil systemdrift.
MDP- og MDR-serien af YMIN-filmkondensatorer tilbyder kapacitansområder på 5uF-150uF og 50uF-3000uF og spændingsområder på henholdsvis 350V-1500V og 350V-2200V.
For det andet har YMINs nyeste filmkondensatorer lavere lækstrøm og højere temperaturstabilitet. I tilfælde af elektroniske styresystemer i elektriske køretøjer, som typisk har høj effekt, kan den resulterende varmegenerering påvirke filmkondensatorernes levetid og pålidelighed betydeligt. For at imødegå dette inkorporerer MDP- og MDR-serien fra YMIN materialer af høj kvalitet og avancerede fremstillingsteknikker for at designe en forbedret termisk struktur for kondensatorerne. Dette sikrer stabil ydeevne selv i miljøer med høj temperatur, hvilket forhindrer værdiforringelse eller svigt af kondensatoren på grund af temperaturstigning. Desuden har disse kondensatorer en længere levetid, hvilket giver mere pålidelig understøttelse af effektelektroniske systemer.
For det tredje har MDP- og MDR-seriens kondensatorer fra YMIN en mindre størrelse og højere effekttæthed. For eksempel er tendensen i 800V elektriske drivsystemer at bruge SiC-enheder til at reducere størrelsen på kondensatorer og andre passive komponenter og dermed fremme miniaturisering af elektroniske styringer. YMIN har anvendt innovativ filmfremstillingsteknologi, som ikke kun øger den samlede systemintegration og effektivitet, men også reducerer systemets størrelse og vægt, hvilket forbedrer enhedernes bærbarhed og fleksibilitet.
Samlet set tilbyder YMINs DC-Link filmkondensatorserie en 30% forbedring i dv/dt-modstandsevne og en 30% forlængelse af levetiden sammenlignet med andre filmkondensatorer på markedet. Dette giver ikke kun bedre pålidelighed for SiC/IGBT-kredsløb, men tilbyder også bedre omkostningseffektivitet og overvinder dermed prisbarriererne i den udbredte anvendelse af filmkondensatorer.
Som en pioner i branchen har YMIN været dybt involveret i kondensatorfeltet i over 20 år. Virksomhedens højspændingskondensatorer har i mange år været stabilt anvendt i avancerede områder som indbyggede OBC'er, nye energiladestabler, fotovoltaiske invertere og industrirobotter. Denne nye generation af filmkondensatorprodukter løser forskellige udfordringer inden for processtyring og -udstyr til filmkondensatorproduktion, har gennemført pålidelighedscertificering hos førende globale virksomheder og opnået storstilet anvendelse, hvilket beviser produktets pålidelighed for større kunder. I fremtiden vil YMIN udnytte sin langsigtede tekniske akkumulering til at understøtte den hurtige udvikling af den nye energiindustri med højpålideligheds- og omkostningseffektive kondensatorprodukter.
For mere information, besøg venligstwww.ymin.cn.
Opslagstidspunkt: 07. juli 2024