Un bo cabalo merece unha boa sela! Para aproveitar completamente as vantaxes dos dispositivos SIC, tamén é necesario emparellar o sistema de circuítos con condensadores adecuados. Desde o control principal de unidade en vehículos eléctricos ata novos escenarios enerxéticos de alta potencia como os inversores fotovoltaicos, os condensadores de cine están a converterse gradualmente en corrente e o mercado necesita urxentemente produtos de alto custo.
Recentemente, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. lanzou condensadores de cine de soporte DC, que teñen catro vantaxes pendentes, tornándoas axeitadas para os IGBTs de sétima xeración de Infineon. Tamén axudan a afrontar os retos de estabilidade, fiabilidade, miniaturización e custo nos sistemas SIC.
Os condensadores de cine conseguen case o 90% de penetración nas aplicacións de unidade principal. Por que os necesitan SIC e IGBT?
Nos últimos anos, co rápido desenvolvemento de novas industrias enerxéticas como o almacenamento de enerxía, a carga e os vehículos eléctricos (EVS), a demanda de condensadores de enlace DC aumentou rapidamente. Simplificando, os condensadores de enlace DC actúan como buffers en circuítos, absorbendo correntes de pulso altas do extremo do autobús e alisando a tensión do autobús, protexendo así os interruptores MOSFET IGBT e SIC de correntes de pulso altas e impactos de tensión transitoria.
Normalmente, os condensadores electrolíticos de aluminio úsanse en aplicacións de soporte DC. Non obstante, coa tensión de autobús de novos vehículos enerxéticos aumentando de 400V a 800V e sistemas fotovoltaicos que se desprazan cara a 1500V e incluso 2000V, a demanda de condensadores de cine aumenta significativamente.
Os datos mostran que en 2022, a capacidade instalada dos inversores de accionamento eléctrico baseada en condensadores de películas de enlace DC alcanzou os 5.1117 millóns de unidades, representando o 88,7% da capacidade total instalada dos controis electrónicos. As principais empresas de control electrónico como Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, NIDEC e Wiran Power usan todos os condensadores de cine DC enlace nos seus inversores de unidade, cunha relación de capacidade instalada ata o 82,9%. Isto indica que os condensadores de cine substituíron aos condensadores electrolíticos como o mainstream no mercado de accionamentos eléctricos.
Isto débese a que a resistencia máxima de tensión dos condensadores electrolíticos de aluminio é de aproximadamente 630V. En aplicacións de alta tensión e alta potencia superiores a 700V, hai que conectar múltiples condensadores electrolíticos en serie e paralelos para cumprir os requisitos de uso, o que trae problemas adicionais de perda de enerxía, custo de BOM e problemas de fiabilidade.
Un documento de investigación da Universidade de Malaisia indica que os condensadores electrolíticos úsanse normalmente no enlace CC dos inversores de medio ponte IGBT de silicio, pero poden producirse subidas de tensión debido á alta resistencia en serie equivalente (ESR) de condensadores electrolíticos. En comparación coas solucións IGBT baseadas en silicio, os MOSFET SIC teñen frecuencias de conmutación máis altas, obtendo amplitudes de sobrecarga de maior tensión no enlace CC dos inversores de media ponte. Isto pode levar a degradación do rendemento do dispositivo ou incluso danos, xa que a frecuencia resonante dos condensadores electrolíticos é só de 4kHz, insuficiente para absorber a ondulación actual dos inversores SIC MOSFET.
Polo tanto, en aplicacións de corrente continua con maiores requisitos de fiabilidade, como inversores de accionamento eléctrico e inversores fotovoltaicos, os condensadores de cine son elixidos normalmente. En comparación cos condensadores electrolíticos de aluminio, as súas vantaxes de rendemento inclúen unha maior resistencia de tensión, baixa ESR, sen polaridade, rendemento máis estable e unha vida útil máis longa, permitindo un deseño do sistema máis fiable cunha resistencia de ondulación máis forte.
Ademais, o uso de condensadores de cine no sistema pode aproveitar repetidamente as vantaxes de alta frecuencia e baixa perda de MOSFETs de SIC, reducindo significativamente o tamaño e o peso dos compoñentes pasivos (indutores, transformadores, condensadores) no sistema. Segundo Wolfspeed Research, un inversor IGBT baseado en silicio de 10kW require 22 condensadores electrolíticos de aluminio, mentres que un inversor SIC de 40kW só precisa de 8 condensadores de cine, reducindo enormemente a área de PCB.
Ymin lanza novos condensadores de cine con catro vantaxes importantes para apoiar a nova industria enerxética
Para atender ás demandas urxentes do mercado, Ymin lanzou recentemente a serie MDP e MDR de condensadores de cine de soporte DC. Utilizando procesos de fabricación avanzados e materiais de alta calidade, estes condensadores son perfectamente compatibles cos requisitos de funcionamento de MOSFETs SIC e IGBT baseados en silicio de líderes de semiconductores de potencia global como Infineon.
Os condensadores de película de serie MDP e MDR de Ymin teñen varias características notables: menor resistencia á serie equivalente (ESR), tensión clasificada máis alta, corrente de fuga inferior e maior estabilidade de temperatura.
En primeiro lugar, os condensadores de película de Ymin presentan un deseño de ESR baixo, reducindo efectivamente a tensión de tensión durante a conmutación de MOSFETs de SIC e IGBT baseados en silicio, minimizando así as perdas do condensador e mellorando a eficiencia global do sistema. Ademais, estes condensadores teñen unha tensión valorada máis alta, capaz de soportar as condicións de maior tensión e garantir o funcionamento do sistema estable.
A serie MDP e MDR de condensadores de película YMIN ofrecen intervalos de capacitancia de 5UF-150UF e 50UF-3000UF, e intervalos de tensión de 350V-1500V e 350V-2200V, respectivamente.
En segundo lugar, os últimos condensadores de película de Ymin teñen unha corrente de fuga máis baixa e unha maior estabilidade de temperatura. No caso de sistemas de control electrónico de vehículos eléctricos, que normalmente teñen alta potencia, a xeración de calor resultante pode afectar significativamente a vida útil e a fiabilidade dos condensadores de cine. Para abordalo, a serie MDP e MDR de YMIN incorpora materiais de alta calidade e técnicas de fabricación avanzadas para deseñar unha estrutura térmica mellorada para os condensadores. Isto garante un rendemento estable incluso en ambientes de alta temperatura, evitando a degradación do valor do condensador ou o fallo debido ao aumento da temperatura. Ademais, estes condensadores teñen unha vida útil máis longa, proporcionando soporte máis fiable para os sistemas electrónicos de potencia.
En terceiro lugar, os condensadores da serie MDP e MDR de Ymin presentan un tamaño menor e unha maior densidade de potencia. Por exemplo, en sistemas de accionamento eléctrico de 800V, a tendencia é usar dispositivos SIC para reducir o tamaño dos condensadores e outros compoñentes pasivos, promovendo así a miniaturización de controis electrónicos. Ymin empregou unha innovadora tecnoloxía de fabricación de películas, que non só aumenta a integración e eficiencia global do sistema, senón que tamén reduce o tamaño e o peso do sistema, aumentando a portabilidade e a flexibilidade dos dispositivos.
En xeral, a serie de condensadores de película de enlace DC de Ymin ofrece unha mellora do 30% na capacidade de resistencia DV/DT e un aumento do 30% na vida útil en comparación con outros condensadores de cine no mercado. Isto non só proporciona unha mellor fiabilidade para os circuítos SIC/IGBT, senón que tamén ofrece mellor rendibilidade, superando as barreiras de prezos na aplicación xeneralizada dos condensadores de cine.
Como pioneiro na industria, Ymin leva máis de 20 anos involucrado profundamente no campo do condensador. Os seus condensadores de alta tensión aplicáronse de forma estable en campos de gama alta como OBC a bordo, novas pilas de carga de enerxía, inversores fotovoltaicos e robots industriais durante moitos anos. Esta nova xeración de produtos condensadores de película resolve diversos retos no control de procesos de produción de películas e equipos, completou a certificación de fiabilidade con empresas líderes en empresas e acadou unha aplicación a gran escala, demostrando a fiabilidade do produto para clientes máis grandes. No futuro, Ymin aproveitará a súa acumulación técnica a longo prazo para apoiar o rápido desenvolvemento da nova industria enerxética con alta fiabilidade e produtos de condensadores rendibles.
Para máis información, visitewww.ymin.cn.
Tempo de publicación: xul-07-2024