İyi bir at, iyi bir eyeri hak eder! SiC cihazlarının avantajlarından tam olarak yararlanmak için, devre sistemini uygun kapasitörlerle eşleştirmek de gerekir. Elektrikli araçlardaki ana tahrik kontrolünden fotovoltaik invertörler gibi yüksek güçlü yeni enerji senaryolarına kadar, film kapasitörleri giderek yaygınlaşıyor ve pazar acilen yüksek maliyetli ve performanslı ürünlere ihtiyaç duyuyor.
Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd., yakın zamanda Infineon'un yedinci nesil IGBT'leri için uygun hale getiren dört olağanüstü 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 tahrik uygulamalarında yaklaşık %90 penetrasyon oranına ulaşıyor. SiC ve IGBT'ye neden ihtiyaç duyuluyor?
Son yıllarda, enerji depolama, şarj ve elektrikli araçlar (EA) gibi yeni enerji endüstrilerinin hızla gelişmesiyle birlikte, DC-Link kapasitörlerine olan talep hızla artmaktadır. Basitçe söylemek gerekirse, DC-Link kapasitörleri devrelerde tampon görevi görerek, bara ucundan gelen yüksek darbe akımlarını emer ve bara gerilimini yumuşatır, böylece IGBT ve SiC MOSFET anahtarlarını yüksek darbe akımlarından ve geçici gerilim etkilerinden korur.
DC destek uygulamalarında genellikle alüminyum elektrolitik kapasitörler kullanılır. Ancak, yeni enerji araçlarının bara geriliminin 400 V'tan 800 V'a, fotovoltaik sistemlerin ise 1500 V ve hatta 2000 V'a çıkmasıyla film kapasitörlere olan talep önemli ölçüde artmaktadır.
Veriler, 2022 yılında DC-Link film kapasitörlerine dayalı elektrikli tahrik invertörlerinin kurulu gücünün 5,1117 milyon üniteye ulaştığını ve elektronik kontrollerin toplam kurulu kapasitesinin %88,7'sini oluşturduğunu göstermektedir. Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec ve Wiran Power gibi önde gelen elektronik kontrol şirketlerinin tümü, tahrik invertörlerinde DC-Link film kapasitörleri kullanmakta olup, toplam kurulu güç oranı %82,9'a kadar çıkmaktadır. Bu durum, film kapasitörlerinin elektrikli tahrik pazarında ana akım olarak elektrolitik kapasitörlerin yerini aldığını göstermektedir.
Bunun nedeni, alüminyum elektrolitik kapasitörlerin maksimum voltaj direncinin yaklaşık 630 V olmasıdır. 700 V'un üzerindeki yüksek voltaj ve yüksek güç uygulamalarında, kullanım gereksinimlerini karşılamak için birden fazla elektrolitik kapasitörün seri ve paralel bağlanması gerekir; bu da ek enerji kaybı, BOM maliyeti ve güvenilirlik sorunlarına yol açar.
Malezya Üniversitesi'nden bir araştırma makalesi, silikon IGBT yarım köprü invertörlerin DC bağlantısında genellikle elektrolitik kapasitörlerin kullanıldığını, ancak elektrolitik kapasitörlerin yüksek eşdeğer seri direnci (ESR) nedeniyle voltaj dalgalanmalarının meydana gelebileceğini göstermektedir. Silikon bazlı IGBT çözümlerine kıyasla, SiC MOSFET'ler daha yüksek anahtarlama frekanslarına sahiptir ve bu da yarım köprü invertörlerin DC bağlantısında daha yüksek voltaj dalgalanma genliklerine neden olur. Bu durum, elektrolitik kapasitörlerin rezonans frekansının yalnızca 4 kHz olması ve SiC MOSFET invertörlerin akım dalgalanmasını absorbe etmek için yetersiz olması nedeniyle cihaz performansının düşmesine ve hatta hasar görmesine yol açabilir.
Bu nedenle, elektrikli tahrik invertörleri ve fotovoltaik invertörler gibi daha yüksek güvenilirlik gereksinimleri olan DC uygulamalarında genellikle film kapasitörler tercih edilir. Alüminyum elektrolitik kapasitörlere kıyasla performans avantajları arasında daha yüksek voltaj direnci, daha düşük ESR, polarite olmaması, daha kararlı performans ve daha uzun ömür yer alır ve bu da daha güçlü dalgalanma direncine sahip daha güvenilir bir sistem tasarımı sağlar.
Ayrıca, sistemde film kapasitörleri kullanmak, SiC MOSFET'lerin yüksek frekanslı ve düşük kayıplı avantajlarından sürekli olarak yararlanarak sistemdeki pasif bileşenlerin (indüktörler, transformatörler, kapasitörler) boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltabilir. Wolfspeed araştırmasına göre, 10 kW'lık bir silikon tabanlı IGBT invertör 22 alüminyum elektrolitik kapasitör gerektirirken, 40 kW'lık bir SiC invertör yalnızca 8 film kapasitöre ihtiyaç duyar ve bu da PCB alanını önemli ölçüde azaltır.
YMIN, Yeni Enerji Endüstrisini Desteklemek İçin Dört Önemli Avantaja Sahip Yeni Film Kapasitörlerini Piyasaya Sürüyor
YMIN, acil pazar taleplerini karşılamak amacıyla 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 kapasitörleri birkaç önemli özelliğe sahiptir: daha düşük eşdeğer seri direnç (ESR), daha yüksek nominal gerilim, daha düşük kaçak akım ve daha yüksek sıcaklık kararlılığı.
Öncelikle, YMIN film kapasitörleri düşük ESR tasarımına sahiptir ve bu sayede SiC MOSFET'ler ve silikon tabanlı IGBT'lerin anahtarlanması sırasında voltaj stresini etkili bir şekilde azaltarak kapasitör kayıplarını en aza indirir ve genel sistem verimliliğini artırır. Ayrıca, bu kapasitörler daha yüksek nominal voltaja sahiptir ve daha yüksek voltaj koşullarına dayanabilir ve sistemin kararlı çalışmasını sağlar.
YMIN film kondansatörlerinin MDP ve MDR serileri sırasıyla 5uF-150uF ve 50uF-3000uF kapasitans aralıkları ve 350V-1500V ve 350V-2200V gerilim aralıkları sunmaktadır.
İkinci olarak, YMIN'in en yeni film kapasitörleri daha düşük kaçak akım 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. Bu sorunu çözmek için, YMIN'in MDP ve MDR serileri, kapasitörler için geliştirilmiş bir termal yapı tasarlamak üzere yüksek kaliteli malzemeler ve gelişmiş üretim teknikleri kullanır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında bile istikrarlı performans sağlayarak, kapasitörün değerinin düşmesini veya sıcaklık artışından kaynaklanan arızaları önler. Dahası, bu kapasitörler daha uzun ömürlüdür ve güç elektroniği sistemleri için daha güvenilir destek sağlar.
Üçüncüsü, YMIN'in MDP ve MDR serisi kapasitörleri daha küçük boyuta ve daha yüksek güç yoğunluğuna sahiptir. Örneğin, 800V elektrikli tahrik sistemlerinde, kapasitörlerin ve diğer pasif bileşenlerin boyutunu küçültmek için SiC cihazlarının kullanılması yaygınlaşmaktadır ve bu da elektronik kontrollerin minyatürleştirilmesini teşvik etmektedir. YMIN, yalnızca genel sistem entegrasyonunu ve verimliliğini artırmakla kalmayıp aynı zamanda sistem boyutunu ve ağırlığını da azaltarak cihazların taşınabilirliğini ve esnekliğini artıran yenilikçi film üretim teknolojisi kullanmıştır.
Genel olarak, YMIN'in DC-Link film kapasitör serisi, piyasadaki diğer film kapasitörlerine kıyasla dv/dt dayanım kapasitesinde %30 iyileştirme ve kullanım ömründe %30 artış sunmaktadır. Bu, yalnızca SiC/IGBT devreleri için daha iyi güvenilirlik sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda film kapasitörlerinin yaygın uygulamasındaki fiyat engellerini aşarak daha iyi bir maliyet etkinliği de sunmaktadır.
Sektörde öncü bir firma olan YMIN, 20 yılı aşkın süredir kapasitör alanında derinlemesine faaliyet göstermektedir. Yüksek voltajlı kapasitörleri, yerleşik OBC, yeni enerji şarj pilleri, fotovoltaik invertörler ve endüstriyel robotlar gibi üst düzey alanlarda uzun yıllardır istikrarlı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu yeni nesil film kapasitör ürünleri, film kapasitör üretim süreci kontrolü ve ekipmanlarındaki çeşitli zorlukları çözmektedir, önde gelen küresel kuruluşlardan güvenilirlik sertifikasyonunu tamamlamış ve geniş ölçekli uygulama elde ederek ürünün güvenilirliğini daha büyük müşterilere kanıtlamıştır. YMIN, gelecekte uzun vadeli teknik birikimini, yüksek güvenilirlikli ve uygun maliyetli kapasitör ürünleriyle yeni enerji sektörünün hızlı gelişimini desteklemek için kullanacaktır.
Daha fazla bilgi için lütfen ziyaret edinwww.ymin.cn.
Gönderi zamanı: 07-07-2024