İyi bir at iyi bir eyeri hak eder! SiC cihazlarının avantajlarından tam olarak yararlanmak için, devre sistemini uygun kapasitörlerle eşleştirmek de gereklidir. Elektrikli araçlardaki ana tahrik kontrolünden, fotovoltaik invertörler gibi yüksek güçlü yeni enerji senaryolarına kadar, film kapasitörler giderek yaygınlaşıyor ve piyasa acilen yüksek maliyet-performans oranına sahip ürünlere ihtiyaç duyuyor.
Son zamanlarda, Şanghay Yongming Elektronik Şirketi, Infineon'un yedinci nesil IGBT'leri için uygun hale getiren dört önemli avantaja sahip DC destek film kapasitörlerini piyasaya sürdü. Bu kapasitörler ayrıca SiC sistemlerindeki kararlılık, güvenilirlik, minyatürleştirme ve maliyet zorluklarının üstesinden gelmeye de yardımcı oluyor.
Film kapasitörler, ana sürücü uygulamalarında yaklaşık %90 oranında yaygınlık kazanıyor. Peki SiC ve IGBT'lerin bunlara neden ihtiyacı var?
Son yıllarda, enerji depolama, şarj ve elektrikli araçlar (EV'ler) gibi yeni enerji sektörlerinin hızlı gelişmesiyle birlikte, DC-Link kapasitörlerine olan talep de hızla artmaktadır. Basitçe ifade etmek gerekirse, DC-Link kapasitörleri devrelerde tampon görevi görerek, veri yolu ucundan gelen yüksek darbe akımlarını emer ve veri yolu voltajını düzleştirir; böylece IGBT ve SiC MOSFET anahtarlarını yüksek darbe akımlarından ve geçici voltaj etkilerinden korur.
Genellikle, alüminyum elektrolitik kondansatörler DC destek uygulamalarında kullanılır. Bununla birlikte, yeni enerji araçlarının bara voltajının 400V'tan 800V'a yükselmesi ve fotovoltaik sistemlerin 1500V hatta 2000V'a doğru ilerlemesiyle birlikte, film kondansatörlere olan talep önemli ölçüde artmaktadır.
Veriler, 2022 yılında DC-Link film kapasitörlerine dayalı elektrikli tahrik invertörlerinin kurulu kapasitesinin 5,1117 milyon adede ulaştığını ve elektronik kontrol sistemlerinin toplam kurulu kapasitesinin %88,7'sini oluşturduğunu göstermektedir. Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec ve Wiran Power gibi önde gelen elektronik kontrol şirketlerinin tamamı, tahrik invertörlerinde DC-Link film kapasitörleri kullanmakta olup, toplam kurulu kapasite oranı %82,9'a kadar ulaşmaktadır. Bu durum, film kapasitörlerinin elektrikli tahrik pazarında ana akım olarak elektrolitik kapasitörlerin yerini aldığını göstermektedir.
Bunun nedeni, alüminyum elektrolitik kondansatörlerin maksimum gerilim direncinin yaklaşık 630V olmasıdır. 700V'un üzerindeki yüksek gerilim ve yüksek güç uygulamalarında, kullanım gereksinimlerini karşılamak için birden fazla elektrolitik kondansatörün seri ve paralel bağlanması gerekir; bu da ek enerji kaybına, malzeme maliyetine ve güvenilirlik sorunlarına yol açar.
Malezya Üniversitesi'nden bir araştırma makalesi, elektrolitik kapasitörlerin tipik olarak silikon IGBT yarım köprü invertörlerinin DC bağlantısında kullanıldığını, ancak elektrolitik kapasitörlerin yüksek eşdeğer seri direnci (ESR) nedeniyle voltaj dalgalanmalarının meydana gelebileceğini belirtmektedir. Silikon tabanlı IGBT çözümlerine kıyasla, SiC MOSFET'ler daha yüksek anahtarlama frekanslarına sahiptir ve bu da yarım köprü invertörlerinin DC bağlantısında daha yüksek voltaj dalgalanma genliklerine yol açar. Bu durum, cihaz performansının bozulmasına veya hatta hasar görmesine neden olabilir, çünkü elektrolitik kapasitörlerin rezonans frekansı yalnızca 4 kHz olup, SiC MOSFET invertörlerinin akım dalgalanmasını absorbe etmek için yetersizdir.
Bu nedenle, elektrikli tahrik invertörleri ve fotovoltaik invertörler gibi daha yüksek güvenilirlik gereksinimlerine sahip DC uygulamalarında genellikle film kondansatörler tercih edilir. Alüminyum elektrolitik kondansatörlere kıyasla, performans avantajları arasında daha yüksek voltaj direnci, daha düşük ESR, kutupsuzluk, daha kararlı performans ve daha uzun ömür yer alır; bu da daha güçlü dalgalanma direnci ile daha güvenilir bir sistem tasarımına olanak tanır.
Ek olarak, sistemde film kapasitörlerin kullanılması, SiC MOSFET'lerin yüksek frekanslı, düşük kayıplı avantajlarından tekrar tekrar yararlanmayı sağlayarak sistemdeki pasif bileşenlerin (indüktörler, transformatörler, kapasitörler) boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltır. Wolfspeed araştırmasına göre, 10 kW'lık silikon tabanlı bir IGBT invertör 22 alüminyum elektrolitik kapasitör gerektirirken, 40 kW'lık bir SiC invertör yalnızca 8 film kapasitör gerektirir ve bu da PCB alanını büyük ölçüde azaltır.
YMIN, Yeni Enerji Sektörünü Desteklemek İçin Dört Önemli Avantaj Sunan Yeni Film Kondansatörlerini Piyasaya Sürdü
Acil pazar taleplerini karşılamak amacıyla YMIN, yakın zamanda MDP ve MDR serisi DC destek film kapasitörlerini piyasaya sürdü. Gelişmiş üretim süreçleri ve yüksek kaliteli malzemeler kullanan bu kapasitörler, Infineon gibi küresel güç yarı iletken liderlerinin SiC MOSFET'leri ve silikon tabanlı IGBT'lerinin çalışma gereksinimleriyle mükemmel uyumludur.
YMIN'in MDP ve MDR serisi film kondansatörleri, düşük eşdeğer seri direnci (ESR), yüksek nominal gerilim, düşük kaçak akım ve yüksek sıcaklık kararlılığı gibi birçok önemli özelliğe sahiptir.
Öncelikle, YMIN'in film kapasitörleri düşük ESR tasarımına sahiptir; bu da SiC MOSFET'lerin ve silikon tabanlı IGBT'lerin anahtarlanması sırasında voltaj stresini etkili bir şekilde azaltarak kapasitör kayıplarını en aza indirir ve genel sistem verimliliğini artırır. Ek olarak, bu kapasitörler daha yüksek nominal voltaja sahip olup, daha yüksek voltaj koşullarına dayanabilir ve istikrarlı sistem çalışmasını sağlar.
YMIN film kondansatörlerinin MDP ve MDR serileri sırasıyla 5uF-150uF ve 50uF-3000uF kapasite aralıkları ve 350V-1500V ve 350V-2200V voltaj aralıkları sunmaktadır.
İkinci olarak, YMIN'in en yeni film kapasitörleri daha düşük kaçak akıma ve daha yüksek sıcaklık kararlılığına sahiptir. Genellikle yüksek güce sahip elektrikli araç elektronik kontrol sistemlerinde, ortaya çıkan ısı üretimi film kapasitörlerinin ömrünü ve güvenilirliğini önemli ölçüde etkileyebilir. Bunu ele almak için, YMIN'in MDP ve MDR serileri, kapasitörler için geliştirilmiş bir termal yapı tasarlamak üzere yüksek kaliteli malzemeler ve gelişmiş üretim teknikleri kullanmaktadır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında bile istikrarlı performans sağlayarak, sıcaklık artışı nedeniyle kapasitör değerinin bozulmasını veya arızalanmasını önler. Ayrıca, bu kapasitörler daha uzun bir ömre sahip olup, güç elektroniği sistemleri için daha güvenilir destek sağlar.
Üçüncüsü, YMIN'in MDP ve MDR serisi kapasitörleri daha küçük boyut ve daha yüksek güç yoğunluğuna sahiptir. Örneğin, 800V elektrikli tahrik sistemlerinde, kapasitörlerin ve diğer pasif bileşenlerin boyutunu küçültmek ve böylece elektronik kontrollerin minyatürleştirilmesini teşvik etmek için SiC cihazlarının kullanılması eğilimi vardır. YMIN, yenilikçi film üretim teknolojisini kullanarak, genel sistem entegrasyonunu ve verimliliğini artırmakla kalmayıp, aynı zamanda sistem boyutunu ve ağırlığını azaltarak cihazların taşınabilirliğini ve esnekliğini de artırmıştır.
Genel olarak, YMIN'in DC-Link film kondansatör serisi, piyasadaki diğer film kondansatörlere kıyasla dv/dt dayanım kapasitesinde %30'luk bir iyileşme ve kullanım ömründe %30'luk bir artış sunmaktadır. Bu, SiC/IGBT devreleri için daha iyi güvenilirlik sağlamakla kalmaz, aynı zamanda film kondansatörlerin yaygın kullanımındaki fiyat engellerini aşarak daha iyi maliyet etkinliği de sunar.
Sektör öncüsü YMIN, 20 yılı aşkın süredir kondansatör alanında derinlemesine faaliyet göstermektedir. Yüksek voltajlı kondansatörleri, uzun yıllardır araç içi OBC'ler, yeni enerji şarj istasyonları, fotovoltaik invertörler ve endüstriyel robotlar gibi üst düzey alanlarda istikrarlı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu yeni nesil film kondansatör ürünleri, film kondansatör üretim proses kontrolü ve ekipmanındaki çeşitli zorlukları çözmekte, önde gelen küresel işletmelerle güvenilirlik sertifikasyonunu tamamlamakta ve büyük ölçekli uygulamaya ulaşarak ürünün güvenilirliğini daha büyük müşterilere kanıtlamaktadır. Gelecekte YMIN, uzun vadeli teknik birikimini kullanarak, yüksek güvenilirlik ve maliyet etkinliğine sahip kondansatör ürünleriyle yeni enerji sektörünün hızlı gelişimini destekleyecektir.
Daha fazla bilgi için lütfen ziyaret edin.www.ymin.cn.
Yayın tarihi: 07.07.2024