یک اسب خوب، لیاقت یک زین خوب را دارد! برای بهره‌برداری کامل از مزایای دستگاه‌های SiC، لازم است سیستم مدار با خازن‌های مناسب نیز جفت شود. از کنترل اصلی درایو در وسایل نقلیه الکتریکی گرفته تا سناریوهای انرژی جدید با توان بالا مانند اینورترهای فتوولتائیک، خازن‌های فیلم به تدریج در حال تبدیل شدن به جریان اصلی هستند و بازار به شدت به محصولات با کارایی بالا و هزینه بالا نیاز دارد.
اخیراً، شرکت الکترونیکی شانگهای یونگ‌مینگ خازن‌های فیلم پشتیبان DC را عرضه کرده است که چهار مزیت برجسته آنها را برای IGBT های نسل هفتم Infineon مناسب می‌کند. آنها همچنین به رفع چالش‌های پایداری، قابلیت اطمینان، کوچک‌سازی و هزینه در سیستم‌های SiC کمک می‌کنند.
خازن‌های لایه‌ای تقریباً به ۹۰٪ نفوذ در کاربردهای درایو اصلی دست می‌یابند. چرا SiC و IGBT به آنها نیاز دارند؟
در سال‌های اخیر، با توسعه سریع صنایع انرژی جدید مانند ذخیره‌سازی انرژی، شارژ و وسایل نقلیه الکتریکی (EV)، تقاضا برای خازن‌های DC-Link به سرعت در حال افزایش بوده است. به عبارت ساده، خازن‌های DC-Link به عنوان بافر در مدارها عمل می‌کنند، جریان‌های پالس بالا را از انتهای باس جذب کرده و ولتاژ باس را هموار می‌کنند، بنابراین از سوئیچ‌های IGBT و SiC MOSFET در برابر جریان‌های پالس بالا و اثرات ولتاژ گذرا محافظت می‌کنند.
معمولاً خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی در کاربردهای پشتیبانی جریان مستقیم (DC) استفاده می‌شوند. با این حال، با افزایش ولتاژ باس خودروهای انرژی نو از ۴۰۰ ولت به ۸۰۰ ولت و سیستم‌های فتوولتائیک به سمت ۱۵۰۰ ولت و حتی ۲۰۰۰ ولت، تقاضا برای خازن‌های فیلم به طور قابل توجهی در حال افزایش است.
داده‌ها نشان می‌دهد که در سال ۲۰۲۲، ظرفیت نصب‌شده اینورترهای درایو الکتریکی مبتنی بر خازن‌های فیلم DC-Link به ۵.۱۱۱۷ میلیون واحد رسیده است که ۸۸.۷٪ از کل ظرفیت نصب‌شده کنترل‌های الکترونیکی را تشکیل می‌دهد. شرکت‌های پیشرو در زمینه کنترل الکترونیکی مانند Fudi Power، Tesla، Inovance Technology، Nidec و Wiran Power همگی از خازن‌های فیلم DC-Link در اینورترهای درایو خود استفاده می‌کنند و نسبت ظرفیت نصب‌شده ترکیبی آنها تا ۸۲.۹٪ است. این نشان می‌دهد که خازن‌های فیلم به عنوان جریان اصلی در بازار درایو الکتریکی، جایگزین خازن‌های الکترولیتی شده‌اند.
دلیل این امر این است که حداکثر مقاومت ولتاژ خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی تقریباً 630 ولت است. در کاربردهای ولتاژ بالا و توان بالا بالای 700 ولت، برای برآورده کردن الزامات استفاده، باید چندین خازن الکترولیتی به صورت سری و موازی متصل شوند که این امر باعث اتلاف انرژی اضافی، هزینه BOM و مشکلات قابلیت اطمینان می‌شود.
یک مقاله تحقیقاتی از دانشگاه مالزی نشان می‌دهد که خازن‌های الکترولیتی معمولاً در لینک DC اینورترهای نیم پل IGBT سیلیکونی استفاده می‌شوند، اما به دلیل مقاومت سری معادل (ESR) بالای خازن‌های الکترولیتی، ممکن است افزایش ولتاژ رخ دهد. در مقایسه با راه‌حل‌های IGBT مبتنی بر سیلیکون، MOSFETهای SiC فرکانس‌های سوئیچینگ بالاتری دارند که منجر به دامنه‌های افزایش ولتاژ بالاتر در لینک DC اینورترهای نیم پل می‌شود. این می‌تواند منجر به تخریب عملکرد دستگاه یا حتی آسیب شود، زیرا فرکانس رزونانس خازن‌های الکترولیتی تنها 4 کیلوهرتز است که برای جذب ریپل جریان اینورترهای SiC MOSFET کافی نیست.
بنابراین، در کاربردهای DC با الزامات قابلیت اطمینان بالاتر، مانند اینورترهای درایو الکتریکی و اینورترهای فتوولتائیک، خازن‌های فیلم معمولاً انتخاب می‌شوند. در مقایسه با خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی، مزایای عملکرد آنها شامل مقاومت ولتاژ بالاتر، ESR پایین‌تر، عدم قطبیت، عملکرد پایدارتر و طول عمر بیشتر است که امکان طراحی سیستم قابل اعتمادتر با مقاومت ریپل قوی‌تر را فراهم می‌کند.
علاوه بر این، استفاده از خازن‌های لایه‌ای در سیستم می‌تواند به طور مکرر از مزایای فرکانس بالا و تلفات کم MOSFETهای SiC بهره ببرد و به طور قابل توجهی اندازه و وزن اجزای غیرفعال (سلف‌ها، ترانسفورماتورها، خازن‌ها) را در سیستم کاهش دهد. طبق تحقیقات Wolfspeed، یک اینورتر IGBT مبتنی بر سیلیکون 10 کیلوواتی به 22 خازن الکترولیتی آلومینیومی نیاز دارد، در حالی که یک اینورتر SiC 40 کیلوواتی فقط به 8 خازن لایه‌ای نیاز دارد که مساحت PCB را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.
YMIN خازن‌های فیلم جدید را با چهار مزیت عمده برای پشتیبانی از صنعت انرژی نو عرضه می‌کند
برای پاسخگویی به نیازهای فوری بازار، YMIN اخیراً سری MDP و MDR از خازن‌های فیلم پشتیبان DC را عرضه کرده است. این خازن‌ها با استفاده از فرآیندهای تولید پیشرفته و مواد با کیفیت بالا، کاملاً با الزامات عملیاتی MOSFETهای SiC و IGBTهای مبتنی بر سیلیکون از رهبران جهانی نیمه‌هادی قدرت مانند Infineon سازگار هستند.
خازن‌های فیلم سری MDP و MDR شرکت YMIN دارای چندین ویژگی قابل توجه هستند: مقاومت سری معادل (ESR) پایین‌تر، ولتاژ نامی بالاتر، جریان نشتی پایین‌تر و پایداری دمایی بالاتر.
اولاً، خازن‌های فیلم YMIN دارای طراحی ESR پایین هستند که به طور مؤثر استرس ولتاژ را در حین سوئیچینگ MOSFET های SiC و IGBT های مبتنی بر سیلیکون کاهش می‌دهند، در نتیجه تلفات خازن را به حداقل می‌رسانند و راندمان کلی سیستم را بهبود می‌بخشند. علاوه بر این، این خازن‌ها دارای ولتاژ نامی بالاتری هستند که قادر به تحمل شرایط ولتاژ بالاتر و تضمین عملکرد پایدار سیستم هستند.
سری MDP و MDR از خازن‌های لایه‌ای YMIN به ترتیب محدوده ظرفیت 5uF-150uF و 50uF-3000uF و محدوده ولتاژ 350V-1500V و 350V-2200V را ارائه می‌دهند.
ثانیاً، جدیدترین خازن‌های فیلم YMIN جریان نشتی کمتر و پایداری دمایی بالاتری دارند. در مورد سیستم‌های کنترل الکترونیکی خودروهای الکتریکی، که معمولاً توان بالایی دارند، تولید گرمای حاصل می‌تواند به طور قابل توجهی بر طول عمر و قابلیت اطمینان خازن‌های فیلم تأثیر بگذارد. برای رفع این مشکل، سری‌های MDP و MDR از YMIN از مواد با کیفیت بالا و تکنیک‌های پیشرفته تولید برای طراحی یک ساختار حرارتی بهبود یافته برای خازن‌ها استفاده می‌کنند. این امر عملکرد پایدار را حتی در محیط‌های با دمای بالا تضمین می‌کند و از تخریب یا خرابی خازن به دلیل افزایش دما جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، این خازن‌ها طول عمر بیشتری دارند و پشتیبانی قابل اعتمادتری را برای سیستم‌های الکترونیک قدرت فراهم می‌کنند.
سوم، خازن‌های سری MDP و MDR از YMIN دارای اندازه کوچکتر و چگالی توان بالاتری هستند. به عنوان مثال، در سیستم‌های درایو الکتریکی ۸۰۰ ولت، روند استفاده از دستگاه‌های SiC برای کاهش اندازه خازن‌ها و سایر اجزای غیرفعال است، در نتیجه کوچک‌سازی کنترل‌های الکترونیکی را ارتقا می‌دهد. YMIN از فناوری نوآورانه ساخت فیلم استفاده کرده است که نه تنها ادغام و کارایی کلی سیستم را افزایش می‌دهد، بلکه اندازه و وزن سیستم را نیز کاهش می‌دهد و قابلیت حمل و انعطاف‌پذیری دستگاه‌ها را افزایش می‌دهد.
در مجموع، سری خازن‌های فیلم DC-Link شرکت YMIN در مقایسه با سایر خازن‌های فیلم موجود در بازار، 30٪ بهبود در قابلیت تحمل dv/dt و 30٪ افزایش طول عمر را ارائه می‌دهد. این امر نه تنها قابلیت اطمینان بهتری را برای مدارهای SiC/IGBT فراهم می‌کند، بلکه با غلبه بر موانع قیمتی در کاربرد گسترده خازن‌های فیلم، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه‌تر است.
YMIN به عنوان یک پیشگام در صنعت، بیش از 20 سال است که عمیقاً در زمینه خازن فعالیت دارد. خازن‌های ولتاژ بالای آن سال‌هاست که به طور پایدار در زمینه‌های پیشرفته مانند OBC داخلی، شمع‌های شارژ انرژی نو، اینورترهای فتوولتائیک و ربات‌های صنعتی به کار گرفته می‌شوند. این نسل جدید از محصولات خازن‌های لایه‌ای، چالش‌های مختلفی را در کنترل فرآیند و تجهیزات تولید خازن‌های لایه‌ای حل می‌کند، گواهینامه قابلیت اطمینان را با شرکت‌های پیشرو جهانی تکمیل کرده و به کاربرد در مقیاس بزرگ دست یافته است و قابلیت اطمینان محصول را برای مشتریان بزرگتر اثبات می‌کند. در آینده، YMIN از انباشت فنی بلندمدت خود برای پشتیبانی از توسعه سریع صنعت انرژی نو با محصولات خازنی با قابلیت اطمینان بالا و مقرون به صرفه استفاده خواهد کرد.
برای اطلاعات بیشتر، لطفاً مراجعه کنید بهwww.ymin.cn.
زمان ارسال: ژوئیه-07-2024