En bra häst förtjänar en bra sadel! För att fullt ut utnyttja fördelarna med SiC-enheter är det också nödvändigt att para ihop kretssystemet med lämpliga kondensatorer. Från den huvudsakliga drivkontrollen i elfordon till nya energiscenarier med hög effekt som fotovoltaiska växelriktare, filmkondensatorer blir gradvis mainstream, och marknaden behöver akut produkter med hög prestanda.
Nyligen lanserade Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. DC-stödfilmkondensatorer, som har fyra enastående fördelar som gör dem lämpliga för Infineons sjunde generationens IGBT. De hjälper också till att hantera utmaningarna med stabilitet, tillförlitlighet, miniatyrisering och kostnad i SiC-system.
Filmkondensatorer uppnår nästan 90 % penetration i huvuddrivtillämpningar. Varför behöver SiC och IGBT dem?
Under de senaste åren, med den snabba utvecklingen av nya energiindustrier som energilagring, laddning och elfordon (EV), har efterfrågan på DC-Link-kondensatorer ökat snabbt. Enkelt uttryckt fungerar DC-Link-kondensatorer som buffertar i kretsar, absorberar höga pulsströmmar från bussänden och utjämnar bussspänningen, vilket skyddar IGBT- och SiC MOSFET-omkopplare från höga pulsströmmar och transienta spänningspåverkan.
Typiskt används elektrolytiska kondensatorer av aluminium i DC-stödapplikationer. Men med bussspänningen för nya energifordon som ökar från 400V till 800V och solcellssystem som går mot 1500V och till och med 2000V, ökar efterfrågan på filmkondensatorer avsevärt.
Data visar att under 2022 nådde den installerade kapaciteten för elektriska omriktare baserade på DC-Link-filmkondensatorer 5,1117 miljoner enheter, vilket motsvarar 88,7% av den totala installerade kapaciteten för elektroniska kontroller. Ledande företag inom elektronisk styrning som Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec och Wiran Power använder alla DC-Link-filmkondensatorer i sina frekvensomriktare, med en kombinerad installerad kapacitet på upp till 82,9 %. Detta indikerar att filmkondensatorer har ersatt elektrolytiska kondensatorer som huvudströmmen på marknaden för elektriska drivenheter.
Detta beror på att den maximala spänningsresistansen för elektrolytiska kondensatorer av aluminium är ungefär 630V. I högspännings- och högeffekttillämpningar över 700V måste flera elektrolytiska kondensatorer anslutas i serie och parallellt för att uppfylla användningskraven, vilket medför ytterligare energiförluster, stycklistkostnad och tillförlitlighetsproblem.
En forskningsartikel från University of Malaysia indikerar att elektrolytiska kondensatorer vanligtvis används i likströmslänken i kisel IGBT halvbrygga växelriktare, men spänningsstötar kan uppstå på grund av den höga ekvivalenta serieresistansen (ESR) hos elektrolytiska kondensatorer. Jämfört med kiselbaserade IGBT-lösningar har SiC MOSFET:er högre kopplingsfrekvenser, vilket resulterar i högre spänningsöverspänningsamplituder i DC-länken hos halvbrygga växelriktare. Detta kan leda till försämring av enhetens prestanda eller till och med skada, eftersom resonansfrekvensen för elektrolytiska kondensatorer endast är 4kHz, otillräcklig för att absorbera strömpulsen från SiC MOSFET-växelriktare.
Därför, i likströmstillämpningar med högre tillförlitlighetskrav, såsom elektriska växelriktare och fotovoltaiska växelriktare, väljs vanligtvis filmkondensatorer. Jämfört med elektrolytiska kondensatorer av aluminium inkluderar deras prestandafördelar högre spänningsresistans, lägre ESR, ingen polaritet, stabilare prestanda och längre livslängd, vilket möjliggör en mer tillförlitlig systemdesign med starkare rippelmotstånd.
Dessutom kan användning av filmkondensatorer i systemet upprepade gånger utnyttja fördelarna med hög frekvens och låga förluster hos SiC MOSFETs, vilket avsevärt minskar storleken och vikten av passiva komponenter (induktorer, transformatorer, kondensatorer) i systemet. Enligt Wolfspeed-forskning kräver en 10kW kiselbaserad IGBT-växelriktare 22 elektrolytiska kondensatorer av aluminium, medan en 40kW SiC-växelriktare bara behöver 8 filmkondensatorer, vilket kraftigt minskar PCB-ytan.
YMIN lanserar nya filmkondensatorer med fyra stora fördelar för att stödja den nya energiindustrin
För att möta brådskande marknadskrav har YMIN nyligen lanserat MDP- och MDR-serien av DC-stödfilmkondensatorer. Genom att använda avancerade tillverkningsprocesser och högkvalitativa material är dessa kondensatorer perfekt kompatibla med driftskraven för SiC MOSFET:er och kiselbaserade IGBT:er från globala krafthalvledarledare som Infineon.
YMINs filmkondensatorer i MDP- och MDR-serien har flera anmärkningsvärda egenskaper: lägre ekvivalent serieresistans (ESR), högre märkspänning, lägre läckström och högre temperaturstabilitet.
För det första har YMINs filmkondensatorer en design med låg ESR, vilket effektivt minskar spänningsspänningen under omkopplingen av SiC MOSFET:er och kiselbaserade IGBT:er, vilket minimerar kondensatorförlusterna och förbättrar den totala systemeffektiviteten. Dessutom har dessa kondensatorer en högre märkspänning, som kan motstå högre spänningsförhållanden och säkerställa stabil systemdrift.
MDP- och MDR-serien av YMIN-filmkondensatorer erbjuder kapacitansintervall på 5uF-150uF och 50uF-3000uF, och spänningsområden på 350V-1500V respektive 350V-2200V.
För det andra har YMINs senaste filmkondensatorer lägre läckström och högre temperaturstabilitet. När det gäller elektroniska styrsystem för elektriska fordon, som vanligtvis har hög effekt, kan den resulterande värmegenereringen avsevärt påverka filmkondensatorernas livslängd och tillförlitlighet. För att ta itu med detta, innehåller MDP- och MDR-serierna från YMIN högkvalitativa material och avancerade tillverkningstekniker för att designa en förbättrad termisk struktur för kondensatorerna. Detta säkerställer stabil prestanda även i högtemperaturmiljöer, vilket förhindrar kondensatorvärdeförsämring eller fel på grund av temperaturhöjning. Dessutom har dessa kondensatorer en längre livslängd, vilket ger mer tillförlitligt stöd för kraftelektroniksystem.
För det tredje har MDP- och MDR-seriens kondensatorer från YMIN en mindre storlek och högre effekttäthet. Till exempel, i 800V elektriska drivsystem är trenden att använda SiC-enheter för att minska storleken på kondensatorer och andra passiva komponenter, vilket främjar miniatyrisering av elektroniska kontroller. YMIN har använt innovativ filmtillverkningsteknik, som inte bara ökar den övergripande systemintegrationen och effektiviteten utan också minskar systemets storlek och vikt, vilket förbättrar portabiliteten och flexibiliteten hos enheter.
Sammantaget erbjuder YMINs DC-Link-filmkondensatorserie en 30% förbättring av dv/dt-motståndskapaciteten och en 30%-ig ökning av livslängden jämfört med andra filmkondensatorer på marknaden. Detta ger inte bara bättre tillförlitlighet för SiC/IGBT-kretsar utan erbjuder också bättre kostnadseffektivitet och övervinner prisbarriärerna i den utbredda tillämpningen av filmkondensatorer.
Som en industripionjär har YMIN varit djupt involverad i kondensatorområdet i över 20 år. Dess högspänningskondensatorer har använts stabilt i avancerade områden som OBC ombord, nya energiladdningshögar, fotovoltaiska växelriktare och industrirobotar i många år. Denna nya generation av filmkondensatorprodukter löser olika utmaningar inom processkontroll och utrustning för filmkondensatorproduktion, har genomfört tillförlitlighetscertifiering hos ledande globala företag och uppnått storskalig tillämpning, vilket bevisar produktens tillförlitlighet för större kunder. I framtiden kommer YMIN att utnyttja sin långsiktiga tekniska ackumulering för att stödja den snabba utvecklingen av den nya energiindustrin med hög tillförlitlighet och kostnadseffektiva kondensatorprodukter.
För mer information, besökwww.ymin.cn.
Posttid: 2024-07-07