بررسی عمیق فنی | چگونه خازن‌های لایه‌ای DC-Link می‌توانند چالش‌های افزایش ولتاژ و قابلیت اطمینان را در پلتفرم‌های درایو الکتریکی ۸۰۰ ولت برطرف کنند؟

مقدمه

با تبدیل شدن پلتفرم‌های ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت به جریان اصلی در خودروهای انرژی جدید، اینورترهای درایو الکتریکی تقاضای بیشتری را برای مشخصه‌های فرکانس بالای خازن‌های DC-Link ایجاد می‌کنند. خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی سنتی، که به دلیل ESR بالا و پاسخ فرکانسی محدود می‌شوند، مستعد افزایش ولتاژ هستند که راندمان سیستم را محدود کرده و مانع عملکرد کامل دستگاه‌های SiC می‌شود.

نمودار شماتیک محل قرارگیریخازن DC-Linkدر اینورتر

راهکارهای خازن لایه‌ای YMIN

- تحلیل فنی ریشه‌ای - با توجه به ویژگی‌های مواد و ساختارشان، خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی معمولاً ESR بالا و فرکانس خود رزونانس پایینی دارند (معمولاً فقط حدود 4 کیلوهرتز). در عملیات سوئیچینگ فرکانس بالا، توانایی آنها در جذب جریان ریپل فرکانس بالا کافی نیست و به راحتی باعث نوسانات ولتاژ باس می‌شود که به نوبه خود بر پایداری سیستم و عمر دستگاه برق تأثیر می‌گذارد. - راهکارهای YMIN و مزایای فرآیند -سری MDP شرکت YMINخازن‌های لایه‌ای از مواد لایه‌ای پلی‌پروپیلن متالیزه شده و یک فرآیند سیم‌پیچ نوآورانه برای دستیابی به بهبودهای عملکردی زیر استفاده می‌کنند: ESR تا سطح میلی‌اهم کاهش می‌یابد که به طور قابل توجهی تلفات سوئیچینگ را کاهش می‌دهد؛ فرکانس رزونانس تا ده‌ها کیلوهرتز افزایش می‌یابد که کاملاً با الزامات کاربرد فرکانس بالای SiC/MOSFETها سازگار است؛ و مزایای آنها شامل ولتاژ قابل تحمل بالا، جریان نشتی کم و عمر طولانی است که آنها را به ویژه برای محیط‌های عملیاتی ولتاژ و فرکانس بالا مناسب می‌کند.

- تأیید داده‌ها و توضیح قابلیت اطمینان -

سناریوهای کاربردی و مدل‌های پیشنهادی -

مورد کاربرد معمول: پلتفرم درایو الکتریکی ۸۰۰ ولتی یک خودروساز بزرگ از هشت خازن MDP-800V-15μF در مدار DC-Link اینورتر درایو اصلی استفاده می‌کند و با موفقیت جایگزین ۲۲ خازن الکترولیتی آلومینیومی ۴۵۰ ولتی راه‌حل اصلی می‌شود. این امر باعث کاهش بیش از ۵۰ درصدی مساحت PCB، کاهش ۴۰ درصدی پیک ولتاژ باس و بهبود تقریباً ۱.۵ درصدی راندمان پیک سیستم می‌شود. – مدل‌های پیشنهادی -

نتیجه‌گیری
سری YMIN MDP نه تنها یک خازن با کارایی بالا، بلکه یک تنظیم‌کننده ولتاژ کلیدی در سیستم‌های ولتاژ بالا و فرکانس بالا نیز می‌باشد. این سری می‌تواند به مهندسان کمک کند تا به طور اساسی چالش‌های طراحی را برطرف کرده و عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم را به طور جامع بهبود بخشند.