Un bo cabalo merece unha boa sela! Para aproveitar plenamente as vantaxes dos dispositivos SiC, tamén é necesario emparellar o sistema de circuítos con capacitores axeitados. Desde o control principal da condución en vehículos eléctricos ata escenarios de novas enerxías de alta potencia como os inversores fotovoltaicos, os capacitores de película estanse convertendo gradualmente na corrente principal e o mercado necesita con urxencia produtos de alto custo.
Recentemente, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. lanzou os capacitores de película de soporte DC, que teñen catro vantaxes destacadas que os fan axeitados para os IGBT de sétima xeración de Infineon. Tamén axudan a abordar os desafíos de estabilidade, fiabilidade, miniaturización e custo nos sistemas SiC.
Os capacitores de película logran unha penetración de case o 90% nas aplicacións de unidades principais. 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 (EV), a demanda de capacitores DC-Link foi aumentando rapidamente. En pocas palabras, os capacitores DC-Link actúan como amortiguadores nos circuítos, absorbendo altas correntes de pulso do extremo do bus e suavizando a tensión do bus, protexendo así os interruptores IGBT e SiC MOSFET de altas correntes de pulso e impactos de tensión transitoria.
Normalmente, os capacitores electrolíticos de aluminio úsanse en aplicacións de soporte de CC. Non obstante, co aumento da tensión do bus dos vehículos de nova enerxía de 400 V a 800 V e os sistemas fotovoltaicos que se desprazan cara aos 1500 V e ata 2000 V, a demanda de capacitores de película está aumentando significativamente.
Os datos mostran que en 2022, a capacidade instalada dos inversores eléctricos baseados en condensadores de película DC-Link alcanzou os 5,1117 millóns de unidades, o que supón o 88,7% da capacidade instalada total dos controis electrónicos. As principais empresas de control electrónico como Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec e Wiran Power usan capacitores de película DC-Link nos seus inversores, cunha relación de capacidade instalada combinada de ata o 82,9 %. Isto indica que os capacitores de película substituíron aos capacitores electrolíticos como corrente principal no mercado das unidades eléctricas.
Isto débese a que a resistencia máxima de tensión dos capacitores electrolíticos de aluminio é de aproximadamente 630 V. En aplicacións de alta tensión e alta potencia por riba de 700 V, hai que conectar varios capacitores electrolíticos en serie e en paralelo para cumprir os requisitos de uso, o que supón unha perda de enerxía adicional, un custo de BOM e problemas de fiabilidade.
Un traballo de investigación da Universidade de Malaisia indica que os capacitores electrolíticos adoitan usarse na conexión DC dos inversores de media ponte IGBT de silicio, pero poden producirse sobrecos de tensión debido á alta resistencia en serie equivalente (ESR) dos capacitores electrolíticos. En comparación coas solucións IGBT baseadas en silicio, os MOSFET SiC teñen frecuencias de conmutación máis altas, o que resulta en amplitudes de sobretensión máis altas no enlace de CC dos inversores de media ponte. Isto pode provocar unha degradación do rendemento do dispositivo ou mesmo danos, xa que a frecuencia de resonancia dos capacitores electrolíticos é só de 4 kHz, insuficiente para absorber a onda actual dos inversores MOSFET SiC.
Polo tanto, en aplicacións de corrente continua con requisitos de fiabilidade máis elevados, como inversores de accionamento eléctrico e inversores fotovoltaicos, adoitan escollerse capacitores de película. En comparación cos capacitores electrolíticos de aluminio, as súas vantaxes de rendemento inclúen unha maior resistencia á tensión, menor ESR, sen polaridade, un rendemento máis estable e unha vida útil máis longa, o que permite un deseño do sistema máis fiable e cunha resistencia á ondulación máis forte.
Ademais, o uso de condensadores de película no sistema pode aproveitar repetidamente as vantaxes de alta frecuencia e baixas perdas dos MOSFET SiC, reducindo significativamente o tamaño e o peso dos compoñentes pasivos (indutores, transformadores, capacitores) do sistema. Segundo a investigación de Wolfspeed, un inversor IGBT baseado en silicio de 10 kW require 22 capacitores electrolíticos de aluminio, mentres que un inversor SiC de 40 kW só necesita 8 capacitores de película, o que reduce moito a área de PCB.
YMIN lanza novos capacitores de película con catro grandes vantaxes para apoiar a industria da nova enerxía
Para facer fronte ás demandas urxentes do mercado, YMIN lanzou recentemente a serie MDP e MDR de condensadores de película de soporte DC. Utilizando procesos de fabricación avanzados e materiais de alta calidade, estes capacitores son perfectamente compatibles cos requisitos operativos dos MOSFET SiC e dos IGBT baseados en silicio dos líderes mundiais de semicondutores de potencia como Infineon.
Os capacitores de película da serie MDP e MDR de YMIN teñen varias características notables: menor resistencia en serie equivalente (ESR), maior tensión nominal, menor corrente de fuga e maior estabilidade á temperatura.
En primeiro lugar, os capacitores de película de YMIN presentan un deseño baixo ESR, reducindo de forma efectiva a tensión de tensión durante a conmutación de MOSFET SiC e IGBT baseados en silicio, minimizando así as perdas de capacitores e mellorando a eficiencia global do sistema. Ademais, estes capacitores teñen unha tensión nominal máis alta, capaz de soportar condicións de tensión máis altas e garantir un funcionamento estable do sistema.
As series MDP e MDR de condensadores de película YMIN ofrecen rangos de capacitancia de 5uF-150uF e 50uF-3000uF, e rangos de tensión de 350V-1500V e 350V-2200V, respectivamente.
En segundo lugar, os últimos capacitores de película de YMIN teñen unha menor corrente de fuga e unha maior estabilidade de temperatura. No caso dos 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 capacitores de película. Para solucionar isto, as series MDP e MDR de YMIN incorporan materiais de alta calidade e técnicas de fabricación avanzadas para deseñar unha estrutura térmica mellorada para os capacitores. Isto garante un rendemento estable incluso en ambientes de alta temperatura, evitando a degradación do valor do capacitor ou a falla debido ao aumento da temperatura. Ademais, estes capacitores teñen unha vida útil máis longa, proporcionando un soporte máis fiable para os sistemas electrónicos de potencia.
En terceiro lugar, os capacitores da serie MDP e MDR de YMIN presentan un tamaño máis pequeno e unha maior densidade de potencia. Por exemplo, nos sistemas de accionamento eléctrico de 800 V, a tendencia é utilizar dispositivos SiC para reducir o tamaño dos capacitores e outros compoñentes pasivos, promovendo así a miniaturización dos controis electrónicos. YMIN empregou tecnoloxía innovadora de fabricación de películas, que non só aumenta a integración e a eficiencia do sistema, senón que tamén reduce o tamaño e o peso do sistema, mellorando a portabilidade e flexibilidade dos dispositivos.
En xeral, a serie de condensadores de película DC-Link de YMIN ofrece unha mellora do 30% na capacidade de soportar dv/dt e un aumento do 30% na vida útil en comparación con outros capacitores de película do mercado. Isto non só proporciona unha mellor fiabilidade para os circuítos SiC/IGBT, senón que tamén ofrece unha mellor relación custo-eficacia, superando as barreiras de prezos na aplicación xeneralizada de capacitores de película.
Como pioneiro da industria, YMIN leva máis de 20 anos implicado profundamente no campo dos capacitores. Os seus capacitores de alta tensión aplicáronse de forma estable en campos de alta gama como OBC a bordo, novas pilas de carga de enerxía, inversores fotovoltaicos e robots industriais durante moitos anos. Esta nova xeración de produtos de capacitores de película resolve varios desafíos no control e equipamento do proceso de produción de capacitores de película, completou a certificación de fiabilidade coas principais empresas mundiais e conseguiu unha aplicación a gran escala, demostrando a fiabilidade do produto a clientes máis grandes. No futuro, YMIN aproveitará a súa acumulación técnica a longo prazo para apoiar o rápido desenvolvemento da nova industria enerxética con produtos de capacitores de alta fiabilidade e rendibles.
Para obter máis información, visitewww.ymin.cn.
Hora de publicación: 07-07-2024