Hyvä hevonen ansaitsee hyvän satulan! Piikarbidikomponenttien etujen täysimääräinen hyödyntäminen edellyttää myös piirijärjestelmän yhdistämistä sopiviin kondensaattoreihin. Sähköajoneuvojen pääkäytön ohjauksesta aina uusiin suuritehoisiin energialähteisiin, kuten aurinkosähköinverttereihin, kalvokondensaattoreista on vähitellen tulossa valtavirtaa, ja markkinat tarvitsevat kiireellisesti korkean kustannustason ja suorituskyvyn tuotteita.
Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. toi hiljattain markkinoille tasavirtaa tukevat kalvokondensaattorit, joilla on neljä erinomaista etua, jotka tekevät niistä sopivia Infineonin seitsemännen sukupolven IGBT-transistoreille. Ne auttavat myös vastaamaan piikarbidijärjestelmien vakauden, luotettavuuden, pienentämisen ja kustannusten haasteisiin.
Kalvokondensaattorien läpäisyaste on lähes 90 % päätaajuusmuuttajan sovelluksissa. Miksi piikarbidi (SiC) ja IGBT-transistorit tarvitsevat niitä?
Viime vuosina uusien energiateollisuuden alojen, kuten energian varastoinnin, latauksen ja sähköajoneuvojen, nopean kehityksen myötä tasavirtalinkkikondensaattoreiden kysyntä on kasvanut nopeasti. Yksinkertaisesti sanottuna tasavirtalinkkikondensaattorit toimivat puskureina piireissä, absorboimalla suuria pulssivirtoja väyläpäästä ja tasoittamalla väyläjännitettä, suojaten siten IGBT- ja SiC MOSFET -kytkimiä suurilta pulssivirroilta ja transienttijännite-vaikutuksilta.
Alumiinielektrolyyttikondensaattoreita käytetään tyypillisesti tasavirtasovelluksissa. Uusien energianlähteiden väyläjännitteen noustessa 400 voltista 800 volttiin ja aurinkosähköjärjestelmien siirtyessä kohti 1500 volttia ja jopa 2000 volttia, kalvokondensaattoreiden kysyntä kasvaa merkittävästi.
Tiedot osoittavat, että vuonna 2022 DC-Link-kalvokondensaattoreihin perustuvien sähkökäyttöisten invertterien asennettu kapasiteetti oli 5,1117 miljoonaa yksikköä, mikä on 88,7 % elektronisten ohjauslaitteiden kokonaisasennetusta kapasiteetista. Johtavat elektronisten ohjauslaitteiden yritykset, kuten Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec ja Wiran Power, käyttävät kaikki DC-Link-kalvokondensaattoreita inverttereissä, ja niiden yhteenlaskettu asennettu kapasiteettisuhde on jopa 82,9 %. Tämä osoittaa, että kalvokondensaattorit ovat korvanneet elektrolyyttikondensaattorit valtavirtana sähkökäyttömarkkinoilla.
Tämä johtuu siitä, että alumiinielektrolyyttikondensaattoreiden suurin jännitevastus on noin 630 V. Yli 700 V:n suurjännitteisissä ja suuritehoisissa sovelluksissa useita elektrolyyttikondensaattoreita on kytkettävä sarjaan ja rinnan käyttövaatimusten täyttämiseksi, mikä tuo mukanaan lisää energiahäviöitä, osakustannuksia ja luotettavuusongelmia.
Malesian yliopiston tutkimusartikkeli osoittaa, että piipohjaisten IGBT-puolisiltainvertterien tasavirtalinkissä käytetään tyypillisesti elektrolyyttikondensaattoreita, mutta jännitepiikkejä voi esiintyä elektrolyyttikondensaattoreiden korkean ekvivalentin sarjaresistanssin (ESR) vuoksi. Piipohjaisiin IGBT-ratkaisuihin verrattuna piikarbidi-MOSFET-transistoreilla on korkeammat kytkentätaajuudet, mikä johtaa suurempiin jännitepiikin amplitudeihin puolisiltainvertterien tasavirtalinkissä. Tämä voi johtaa laitteen suorituskyvyn heikkenemiseen tai jopa vaurioihin, koska elektrolyyttikondensaattoreiden resonanssitaajuus on vain 4 kHz, mikä ei riitä absorboimaan piikarbidi-MOSFET-invertterien virran aaltoilua.
Siksi tasavirtasovelluksissa, joissa on korkeammat luotettavuusvaatimukset, kuten sähkökäyttöisissä inverttereissä ja aurinkosähköinverttereissä, valitaan tyypillisesti kalvokondensaattoreita. Alumiinielektrolyyttikondensaattoreihin verrattuna niiden suorituskykyetuja ovat korkeampi jännitekestävyys, alhaisempi ESR, napaisuuden puute, vakaampi suorituskyky ja pidempi käyttöikä, mikä mahdollistaa luotettavamman järjestelmäsuunnittelun ja vahvemman ripple-vastuksen.
Lisäksi kalvokondensaattoreiden käyttö järjestelmässä voi toistuvasti hyödyntää piikarbidi-MOSFETien korkeataajuisia ja pienihäviöisiä etuja, mikä pienentää merkittävästi järjestelmän passiivisten komponenttien (induktorit, muuntajat, kondensaattorit) kokoa ja painoa. Wolfspeedin tutkimuksen mukaan 10 kW:n piipohjainen IGBT-invertteri vaatii 22 alumiinielektrolyyttikondensaattoria, kun taas 40 kW:n piikarbidi-invertteri tarvitsee vain 8 kalvokondensaattoria, mikä pienentää huomattavasti piirilevyn pinta-alaa.
YMIN lanseeraa uusia kalvokondensaattoreita, joilla on neljä merkittävää etua uuden energiateollisuuden tukemiseksi
Vastatakseen kiireellisiin markkinoiden vaatimuksiin YMIN on äskettäin lanseerannut MDP- ja MDR-sarjan tasavirtaa tukevia kalvokondensaattoreita. Edistyksellisiä valmistusprosesseja ja korkealaatuisia materiaaleja hyödyntävät kondensaattorit ovat täysin yhteensopivia maailmanlaajuisten tehopuolijohdejohtajien, kuten Infineonin, piikarbidi-MOSFETien ja piipohjaisten IGBT-transistorien käyttövaatimusten kanssa.
YMINin MDP- ja MDR-sarjan kalvokondensaattoreilla on useita merkittäviä ominaisuuksia: alhaisempi ekvivalentti sarjaresistanssi (ESR), korkeampi nimellisjännite, alhaisempi vuotovirta ja korkeampi lämpötilan vakaus.
Ensinnäkin YMINin kalvokondensaattoreissa on alhainen ESR-rakenne, joka vähentää tehokkaasti jänniterasitusta piikarbidi-MOSFETien ja piipohjaisten IGBT:iden kytkennän aikana, mikä minimoi kondensaattorihäviöt ja parantaa järjestelmän kokonaistehokkuutta. Lisäksi näillä kondensaattoreilla on korkeampi nimellisjännite, joten ne kestävät korkeampia jänniteolosuhteita ja varmistavat järjestelmän vakaan toiminnan.
YMIN-kalvokondensaattoreiden MDP- ja MDR-sarjojen kapasitanssialueet ovat 5uF–150uF ja 50uF–3000uF, sekä jännitealueet 350V–1500V ja 350V–2200V.
Toiseksi, YMINin uusimmilla kalvokondensaattoreilla on alhaisempi vuotovirta ja parempi lämpötilastabiilius. Sähköajoneuvojen elektronisissa ohjausjärjestelmissä, joilla on tyypillisesti suuri teho, syntyvä lämmöntuotanto voi vaikuttaa merkittävästi kalvokondensaattoreiden käyttöikään ja luotettavuuteen. Tämän ratkaisemiseksi YMINin MDP- ja MDR-sarjat sisältävät korkealaatuisia materiaaleja ja edistyneitä valmistustekniikoita kondensaattoreiden lämpörakenteen parantamiseksi. Tämä varmistaa vakaan suorituskyvyn myös korkeissa lämpötiloissa estäen kondensaattorin arvon heikkenemisen tai lämpötilan noususta johtuvan vikaantumisen. Lisäksi näillä kondensaattoreilla on pidempi käyttöikä, mikä tarjoaa luotettavamman tuen tehoelektroniikkajärjestelmille.
Kolmanneksi, YMINin MDP- ja MDR-sarjan kondensaattoreilla on pienempi koko ja suurempi tehotiheys. Esimerkiksi 800 V:n sähkökäyttöisissä järjestelmissä trendinä on käyttää piikarbidikomponentteja kondensaattoreiden ja muiden passiivisten komponenttien koon pienentämiseksi, mikä edistää elektronisten ohjausten pienentämistä. YMIN on ottanut käyttöön innovatiivisen kalvonvalmistusteknologian, joka paitsi lisää järjestelmän kokonaisintegraatiota ja tehokkuutta, myös pienentää järjestelmän kokoa ja painoa, mikä parantaa laitteiden kannettavuutta ja joustavuutta.
Kaiken kaikkiaan YMINin DC-Link-kalvokondensaattorisarja tarjoaa 30 % paremman dv/dt-kestokyvyn ja 30 % pidemmän käyttöiän verrattuna muihin markkinoilla oleviin kalvokondensaattoreihin. Tämä paitsi parantaa SiC/IGBT-piirien luotettavuutta, myös tarjoaa paremman kustannustehokkuuden ja voittaa kalvokondensaattoreiden laajaan käyttöön liittyvät hintaesteet.
Alan edelläkävijänä YMIN on ollut vahvasti mukana kondensaattorialalla yli 20 vuoden ajan. Sen korkeajännitekondensaattoreita on käytetty vakaasti huippuluokan aloilla, kuten ajoneuvojen sisäisissä OBC-laitteissa, uusissa energian latauspaaluissa, aurinkosähköinverttereissä ja teollisuusroboteissa, jo vuosia. Tämä uuden sukupolven kalvokondensaattorituote ratkaisee erilaisia haasteita kalvokondensaattorien tuotantoprosessin ohjauksessa ja laitteissa, on saanut luotettavuussertifikaatin johtavilta globaaleilta yrityksiltä ja on saavuttanut laajamittaisen käytön, mikä osoittaa tuotteen luotettavuuden suuremmille asiakkaille. Tulevaisuudessa YMIN hyödyntää pitkäaikaista teknistä kokemustaan tukeakseen uuden energiateollisuuden nopeaa kehitystä luotettavilla ja kustannustehokkailla kondensaattorituotteilla.
Lisätietoja on osoitteessawww.ymin.cn.
Julkaisun aika: 07.07.2024