Um bom cavalo merece uma boa sela! Para aproveitar completamente as vantagens dos dispositivos SiC, também é necessário emparelhar o sistema de circuito com capacitores adequados. Desde o principal controle de acionamento em veículos elétricos até novos cenários de energia de alta potência, como inversores fotovoltaicos, os capacitores de filmes estão gradualmente se tornando mainstream, e o mercado precisa urgentemente de produtos de alto custo.
Recentemente, a Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. lançou os capacitores de filmes de suporte da DC, que têm quatro vantagens pendentes, tornando-as adequadas para os IGBTs da sétima geração da Infineon. Eles também ajudam a enfrentar os desafios de estabilidade, confiabilidade, miniaturização e custo nos sistemas SIC.
Os capacitores de filme atingem quase 90% de penetração nas principais aplicações de acionamento. Por que o SIC e o IGBT precisam deles?
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento de novas indústrias de energia, como armazenamento de energia, carregamento e veículos elétricos (VEs), a demanda por capacitores de Link DC tem aumentado rapidamente. Simplificando, os capacitores de link de CC atuam como tampões em circuitos, absorvendo correntes de pulso alto da extremidade do barramento e suavizando a tensão do barramento, protegendo assim os interruptores IGBT e MOSFET de SiC de correntes de pulso alto e impactos de tensão transitória.
Normalmente, os capacitores eletrolíticos de alumínio são usados em aplicações de suporte CC. No entanto, com a tensão de barramento de novos veículos de energia aumentando de 400V para 800V e sistemas fotovoltaicos que se movem para 1500V e até 2000V, a demanda por capacitores de filmes está aumentando significativamente.
Os dados mostram que, em 2022, a capacidade instalada de inversores de acionamento elétrico com base nos capacitores de filmes de Link DC atingiram 5,117 milhões de unidades, representando 88,7% do total de capacidade instalada dos controles eletrônicos. Empresas de controle eletrônico líder, como Fudi Power, Tesla, Inovância Technology, Nidec e Wiran Power, usam capacitores de filmes de link DC em seus inversores de acionamento, com uma proporção de capacidade instalada combinada de até 82,9%. Isso indica que os capacitores de filmes substituíram os capacitores eletrolíticos como o mainstream no mercado de acionamentos elétricos.
Isso ocorre porque a resistência máxima à tensão dos capacitores eletrolíticos de alumínio é de aproximadamente 630V. Em aplicações de alta tensão e alta energia acima de 700V, vários capacitores eletrolíticos precisam ser conectados em série e paralelos para atender aos requisitos de uso, o que traz problemas adicionais de perda de energia, custo e confiabilidade.
Um artigo de pesquisa da Universidade da Malásia indica que os capacitores eletrolíticos são normalmente usados no link CC dos inversores de meia ponte IGBT de silício, mas os surtos de tensão podem ocorrer devido à alta resistência à série equivalente (ESR) de capacitores eletrolíticos. Comparados às soluções IGBT baseadas em silício, os MOSFETs SIC têm frequências de comutação mais altas, resultando em amplitudes de maior tensão na ligação CC dos inversores de meia ponte. Isso pode levar à degradação do desempenho do dispositivo ou até dano, pois a frequência ressonante dos capacitores eletrolíticos é apenas 4kHz, insuficiente para absorver a ondulação de corrente dos inversores de MOSFET SIC.
Portanto, em aplicações DC com requisitos de confiabilidade mais altos, como inversores de acionamento elétrico e inversores fotovoltaicos, os capacitores de filmes são normalmente escolhidos. Comparados aos capacitores eletrolíticos de alumínio, suas vantagens de desempenho incluem maior resistência à tensão, menor ESR, sem polaridade, desempenho mais estável e vida útil mais longa, permitindo um design mais confiável do sistema com resistência a ondulação mais forte.
Além disso, o uso de capacitores de filme no sistema pode aproveitar repetidamente as vantagens de alta frequência e baixa perda dos MOSFETs do SiC, reduzindo significativamente o tamanho e o peso dos componentes passivos (indutores, transformadores, capacitores) no sistema. De acordo com a WolfSpeed Research, um inversor IGBT baseado em silício de 10kW requer 22 capacitores eletrolíticos de alumínio, enquanto um inversor de 40kW SiC precisa apenas de 8 capacitores de filmes, reduzindo bastante a área de PCB.
Ymin lança novos capacitores de filmes com quatro vantagens importantes para apoiar a nova indústria de energia
Para atender às demandas urgentes do mercado, a YMIN lançou recentemente a série MDP e MDR de capacitores de filmes de suporte da DC. Utilizando processos avançados de fabricação e materiais de alta qualidade, esses capacitores são perfeitamente compatíveis com os requisitos operacionais de MOSFETs SIC e IGBTs baseados em silício de líderes globais de semicondutores de energia, como a Infineon.
Os capacitores de filmes da série MDP e MDR da YMIN têm várias características notáveis: menor resistência à série equivalente (ESR), tensão classificada mais alta, menor corrente de vazamento e maior estabilidade de temperatura.
Em primeiro lugar, os capacitores de filmes de Ymin apresentam um design baixo de ESR, reduzindo efetivamente a tensão de tensão durante a troca de MOSFETs SiC e IGBTs baseados em silício, minimizando assim as perdas dos capacitores e melhorando a eficiência geral do sistema. Além disso, esses capacitores têm uma tensão nominal mais alta, capaz de suportar condições de tensão mais alta e garantir uma operação estável do sistema.
A série MDP e MDR de capacitores de filmes YMin oferecem faixas de capacitância de 5UF-150UF e 50UF-3000UF e faixas de tensão de 350V-1500V e 350V-2200V, respectivamente.
Em segundo lugar, os mais recentes capacitores de filmes de Ymin têm menor corrente de vazamento e maior estabilidade de temperatura. No caso de sistemas de controle eletrônico de veículos elétricos, que normalmente têm alta potência, a geração de calor resultante pode afetar significativamente a vida útil e a confiabilidade dos capacitores de filmes. Para abordar isso, a série MDP e MDR da YMIN incorporam materiais de alta qualidade e técnicas avançadas de fabricação para projetar uma estrutura térmica aprimorada para os capacitores. Isso garante desempenho estável, mesmo em ambientes de alta temperatura, impedindo a degradação ou falha do valor do capacitor devido ao aumento da temperatura. Além disso, esses capacitores têm uma vida útil mais longa, fornecendo suporte mais confiável para sistemas eletrônicos de energia.
Em terceiro lugar, os capacitores da série MDP e MDR da YMIN apresentam um tamanho menor e maior densidade de potência. Por exemplo, em sistemas de acionamento elétrico de 800V, a tendência é usar dispositivos SiC para reduzir o tamanho dos capacitores e outros componentes passivos, promovendo assim a miniaturização dos controles eletrônicos. A YMIN empregou tecnologia inovadora de fabricação de filmes, que não apenas aumenta a integração e a eficiência do sistema, mas também reduz o tamanho e o peso do sistema, aumentando a portabilidade e a flexibilidade dos dispositivos.
No geral, a série de capacitores de filmes da YMIN da DC-Link oferece uma melhoria de 30% na capacidade de suportar DV/dt e um aumento de 30% na vida útil em comparação com outros capacitores de filmes no mercado. Isso não apenas fornece melhor confiabilidade para os circuitos SIC/IGBT, mas também oferece melhor custo-efetividade, superando as barreiras de preços na aplicação generalizada dos capacitores de filmes.
Como pioneira no setor, o YMIN está profundamente envolvido no campo do capacitor há mais de 20 anos. Seus capacitores de alta tensão foram aplicados de forma estável em campos de ponta, como OBC a bordo, novas pilhas de carregamento de energia, inversores fotovoltaicos e robôs industriais por muitos anos. Essa nova geração de produtos de capacitores de filmes resolve vários desafios no controle e controle do processo de produção de capacitores de filmes, concluiu a certificação de confiabilidade com as principais empresas globais e alcançou um aplicativo em larga escala, provando a confiabilidade do produto para clientes maiores. No futuro, a YMIN alavancará seu acúmulo técnico de longo prazo para apoiar o rápido desenvolvimento da nova indústria de energia com produtos de alta confiabilidade e capacitores econômicos.
Para mais informações, visitewww.ymin.cn.
Hora de postagem: JUL-07-2024