¡Un buen caballo merece una buena silla de montar! Para aprovechar completamente las ventajas de los dispositivos SIC, también es necesario emparejar el sistema de circuito con condensadores adecuados. Desde el control principal de la unidad en vehículos eléctricos hasta nuevos escenarios de energía de alta potencia, como los inversores fotovoltaicos, los condensadores de cine se están convirtiendo gradualmente en la corriente principal, y el mercado necesita urgentemente productos de alto costo.
Recientemente, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. lanzó los condensadores cinematográficos de soporte de DC, que tienen cuatro ventajas sobresalientes que las hacen adecuadas para los IGBT de la séptima generación de Infineon. También ayudan a abordar los desafíos de la estabilidad, la confiabilidad, la miniaturización y el costo en los sistemas SIC.
Los condensadores de la película logran una penetración de casi el 90% en las aplicaciones principales de la unidad. ¿Por qué los SIC e IGBT los necesitan?
En los últimos años, con el rápido desarrollo de nuevas industrias energéticas como el almacenamiento de energía, la carga y los vehículos eléctricos (EV), la demanda de condensadores de DC-Link ha aumentado rápidamente. En pocas palabras, los condensadores de enlace de CC actúan como amortiguadores en los circuitos, absorbiendo las corrientes de pulso altas del extremo del bus y el voltaje del bus suave, protegiendo así los interruptores de IGBT y SIC MOSFET de las corrientes de pulso altas y los impactos de voltaje transitorios.
Típicamente, los condensadores electrolíticos de aluminio se utilizan en aplicaciones de soporte de CC. Sin embargo, con el voltaje del autobús de nuevos vehículos de energía aumentando de 400V a 800V y sistemas fotovoltaicos que se mueven hacia 1500V e incluso 2000V, la demanda de condensadores de películas está aumentando significativamente.
Los datos muestran que en 2022, la capacidad instalada de los inversores de accionamiento eléctrico basado en condensadores de película DC-Link alcanzó 5.1117 millones de unidades, lo que representa el 88.7% de la capacidad total instalada de los controles electrónicos. Las principales compañías de control electrónico como Fudi Power, Tesla, Innovance Technology, NIDEC y Wiran Power usan condensadores de película DC-Link en sus inversores de accionamiento, con una relación de capacidad instalada combinada de hasta 82.9%. Esto indica que los condensadores de la película han reemplazado a los condensadores electrolíticos como la corriente principal en el mercado de la unidad eléctrica.
Esto se debe a que la resistencia máxima de voltaje de los condensadores electrolíticos de aluminio es de aproximadamente 630V. En aplicaciones de alto voltaje y alta potencia por encima de 700 V, se deben conectar condensadores electrolíticos múltiples en serie y en paralelo para cumplir con los requisitos de uso, lo que trae problemas adicionales de pérdida de energía, costo de la licuación y confiabilidad.
Un trabajo de investigación de la Universidad de Malasia indica que los condensadores electrolíticos se usan típicamente en el enlace de CC de los inversores de medio puente IGBT de silicio, pero pueden ocurrir sobretensiones de voltaje debido a la alta resistencia en serie equivalente (ESR) de condensadores electrolíticos. En comparación con las soluciones IGBT basadas en silicio, los MOSFET SIC tienen frecuencias de conmutación más altas, lo que resulta en amplitudes de aumento de voltaje más altas en el enlace de CC de los inversores de medio puente. Esto puede conducir a la degradación del rendimiento del dispositivo o incluso al daño, ya que la frecuencia resonante de los condensadores electrolíticos es de solo 4 kHz, insuficiente para absorber la ondulación de corriente de los inversores SIC MOSFET.
Por lo tanto, en aplicaciones de CC con mayores requisitos de confiabilidad, como inversores de accionamiento eléctrico e inversores fotovoltaicos, los condensadores de película generalmente se eligen. En comparación con los condensadores electrolíticos de aluminio, sus ventajas de rendimiento incluyen una mayor resistencia a la voltaje, una ESR más baja, sin polaridad, un rendimiento más estable y una vida útil más larga, lo que permite un diseño de sistema más confiable con una resistencia de ondulación más fuerte.
Además, el uso de condensadores de película en el sistema puede aprovechar repetidamente las ventajas de baja frecuencia y baja pérdida de los MOSFET SIC, reduciendo significativamente el tamaño y el peso de los componentes pasivos (inductores, transformadores, condensadores) en el sistema. Según WolfSpeed Research, un inversor IGBT basado en silicio de 10kW requiere 22 condensadores electrolíticos de aluminio, mientras que un inversor SIC de 40kW solo necesita 8 condensadores de película, reduciendo en gran medida el área de PCB.
Ymin lanza nuevos condensadores cinematográficos con cuatro ventajas principales para apoyar a la nueva industria energética
Para abordar las demandas urgentes del mercado, Ymin ha lanzado recientemente la serie MDP y MDR de condensadores de cine de soporte de DC. Utilizando procesos de fabricación avanzados y materiales de alta calidad, estos condensadores son perfectamente compatibles con los requisitos operativos de MOSFETS SIC e IGBT basadas en silicio de líderes de semiconductores de poder global como Infineon.
Los condensadores de película de la serie MDP y MDR de Ymin tienen varias características notables: resistencia de serie equivalente más baja (ESR), voltaje nominal más alto, corriente de fuga más baja y mayor estabilidad de temperatura.
En primer lugar, los condensadores cinematográficos de Ymin presentan un diseño de ESR bajo, reduciendo efectivamente el estrés de voltaje durante el cambio de MOSFETS SIC e IGBT basadas en silicio, minimizando así las pérdidas de condensadores y mejorando la eficiencia general del sistema. Además, estos condensadores tienen un voltaje nominal más alto, capaz de soportar condiciones de mayor voltaje y garantizar una operación estable del sistema.
La serie MDP y MDR de condensadores de película Ymin ofrecen rangos de capacitancia de 5UF-150UF y 50UF-3000UF, y rangos de voltaje de 350V-1500V y 350V-2500V, respectivamente.
En segundo lugar, los últimos condensadores cinematográficos de Ymin tienen una mayor corriente de fuga y mayor estabilidad de temperatura. En el caso de los sistemas de control electrónico de vehículos eléctricos, que generalmente tienen alta potencia, la generación de calor resultante puede afectar significativamente la vida útil y la confiabilidad de los condensadores de la película. Para abordar esto, las series MDP y MDR de Ymin incorporan materiales de alta calidad y técnicas de fabricación avanzadas para diseñar una estructura térmica mejorada para los condensadores. Esto garantiza un rendimiento estable incluso en entornos de alta temperatura, evitando la degradación del valor del condensador o la falla debido al aumento de la temperatura. Además, estos condensadores tienen una vida útil más larga, proporcionando un soporte más confiable para los sistemas electrónicos de potencia.
En tercer lugar, los condensadores de la serie MDP y MDR de Ymin cuentan con un tamaño más pequeño y una densidad de potencia más alta. Por ejemplo, en los sistemas de accionamiento eléctrico de 800 V, la tendencia es usar dispositivos SIC para reducir el tamaño de los condensadores y otros componentes pasivos, promoviendo así la miniaturización de controles electrónicos. Ymin ha empleado una innovadora tecnología de fabricación de películas, que no solo aumenta la integración y eficiencia general del sistema, sino que también reduce el tamaño y el peso del sistema, mejorando la portabilidad y la flexibilidad de los dispositivos.
En general, la serie de condensadores cinematográficos de DC-Link de Ymin ofrece una mejora del 30% en la capacidad de soporte DV/DT y un aumento del 30% en la vida útil en comparación con otros condensadores cinematográficos en el mercado. Esto no solo proporciona una mejor fiabilidad para los circuitos SIC/IGBT, sino que también ofrece una mejor efectividad, superando las barreras de precios en la aplicación generalizada de los condensadores de películas.
Como pionero de la industria, Ymin ha estado profundamente involucrado en el campo del condensador durante más de 20 años. Sus condensadores de alto voltaje se han aplicado de manera estable en campos de alta gama, como OBC a bordo, nuevas pilas de carga de energía, inversores fotovoltaicos y robots industriales durante muchos años. Esta nueva generación de productos de condensadores cinematográficos resuelve varios desafíos en el control y el equipo de procesos de producción de condensadores de películas, ha completado la certificación de confiabilidad con las principales empresas globales y ha logrado una aplicación a gran escala, lo que demuestra la confiabilidad del producto para los clientes más grandes. En el futuro, Ymin aprovechará su acumulación técnica a largo plazo para apoyar el rápido desarrollo de la nueva industria energética con productos de condensadores de alta fiabilidad y rentables.
Para más información, visitewww.ymin.cn.
Tiempo de publicación: julio-07-2024