Một con ngựa tốt xứng đáng có một yên ngựa tốt! Để tận dụng đầy đủ các lợi thế của các thiết bị SIC, cũng cần phải ghép hệ thống mạch với các tụ điện phù hợp. Từ việc điều khiển ổ đĩa chính trong xe điện cho đến các kịch bản năng lượng mới năng lượng cao như bộ biến tần quang điện, các tụ điện phim đang dần trở thành xu hướng và thị trường cần các sản phẩm hiệu suất cao.
Gần đây, Công ty TNHH Điện tử Shanghai Yongming, Ltd. đã ra mắt các tụ điện phim hỗ trợ DC, nơi có bốn lợi thế xuất sắc khiến chúng phù hợp với IGBT thế hệ thứ bảy của Infineon. Chúng cũng giúp giải quyết các thách thức về sự ổn định, độ tin cậy, thu nhỏ và chi phí trong các hệ thống SIC.
Tụ điện phim đạt được sự thâm nhập gần 90% trong các ứng dụng ổ đĩa chính. Tại sao SIC và IGBT cần chúng?
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp năng lượng mới như lưu trữ năng lượng, sạc và xe điện (EVS), nhu cầu về các tụ điện liên kết DC đã tăng lên nhanh chóng. Nói một cách đơn giản, các tụ điện liên kết DC hoạt động như các bộ đệm trong các mạch, hấp thụ dòng xung cao từ đầu xe buýt và làm mịn điện áp xe buýt, do đó bảo vệ các chuyển đổi IGBT và SIC MOSFET khỏi dòng xung cao và các tác động điện áp thoáng qua.
Thông thường, các tụ điện điện phân nhôm được sử dụng trong các ứng dụng hỗ trợ DC. Tuy nhiên, với điện áp xe buýt của các phương tiện năng lượng mới tăng từ 400V lên 800V và hệ thống quang điện di chuyển về phía 1500V và thậm chí 2000V, nhu cầu về tụ điện phim đang tăng đáng kể.
Dữ liệu cho thấy vào năm 2022, công suất cài đặt của bộ biến tần truyền động điện dựa trên các tụ điện phim liên kết DC đạt 5,1117 triệu đơn vị, chiếm 88,7% tổng công suất cài đặt của các điều khiển điện tử. Các công ty điều khiển điện tử hàng đầu như Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, NIDEC và Wiran Power đều sử dụng các tụ điện phim DC-Link trong các bộ biến tần ổ đĩa của họ, với tỷ lệ công suất cài đặt kết hợp lên tới 82,9%. Điều này chỉ ra rằng các tụ điện phim đã thay thế các tụ điện điện phân như là chủ đạo trong thị trường truyền động điện.
Điều này là do điện áp tối đa của các tụ điện điện phân nhôm là khoảng 630V. Trong các ứng dụng điện áp cao và công suất cao trên 700V, nhiều tụ điện điện phân cần được kết nối theo chuỗi và song song để đáp ứng các yêu cầu sử dụng, mang lại sự mất năng lượng bổ sung, chi phí BOM và các vấn đề độ tin cậy.
Một bài báo nghiên cứu từ Đại học Malaysia chỉ ra rằng các tụ điện điện phân thường được sử dụng trong liên kết DC của các bộ biến tần nửa cầu Silicon IGBT, nhưng tăng điện áp có thể xảy ra do điện trở loạt tương đương cao (ESR) của tụ điện. So với các giải pháp IGBT dựa trên silicon, SIC MOSFET có tần số chuyển đổi cao hơn, dẫn đến biên độ tăng điện áp cao hơn trong liên kết DC của bộ biến tần nửa cầu. Điều này có thể dẫn đến sự suy giảm hiệu suất của thiết bị hoặc thậm chí là thiệt hại, vì tần số cộng hưởng của các tụ điện điện phân chỉ là 4kHz, không đủ để hấp thụ gợn sóng hiện tại của bộ biến tần SIC MOSFET.
Do đó, trong các ứng dụng DC có yêu cầu độ tin cậy cao hơn, chẳng hạn như biến tần truyền động điện và bộ biến tần quang điện, các tụ điện phim thường được chọn. So với các tụ điện điện phân nhôm, lợi thế hiệu suất của chúng bao gồm điện áp cao hơn, ESR thấp hơn, không phân cực, hiệu suất ổn định hơn và tuổi thọ dài hơn, cho phép thiết kế hệ thống đáng tin cậy hơn với điện trở gợn mạnh hơn.
Ngoài ra, sử dụng các tụ điện phim trong hệ thống có thể liên tục tận dụng các lợi thế tần số cao, mất thấp của SIC MOSFET, làm giảm đáng kể kích thước và trọng lượng của các thành phần thụ động (cuộn cảm, máy biến áp, tụ điện) trong hệ thống. Theo nghiên cứu của Wolfspeed, biến tần IGBT dựa trên silicon 10kW yêu cầu 22 tụ điện điện phân nhôm, trong khi biến tần SiC 40kW chỉ cần 8 tụ điện phim, làm giảm đáng kể khu vực PCB.
YMIN ra mắt các tụ điện phim mới với bốn lợi thế lớn để hỗ trợ ngành công nghiệp năng lượng mới
Để giải quyết các nhu cầu thị trường khẩn cấp, YMIN gần đây đã ra mắt loạt MDP và MDR của các tụ điện phim hỗ trợ DC. Sử dụng các quy trình sản xuất tiên tiến và vật liệu chất lượng cao, các tụ điện này hoàn toàn tương thích với các yêu cầu vận hành của SIC MOSFET và IGBT dựa trên silicon từ các nhà lãnh đạo bán dẫn điện toàn cầu như Infineon.
Các tụ điện MDP và MDR của YMIN có một số tính năng đáng chú ý: điện trở chuỗi tương đương thấp hơn (ESR), điện áp được xếp hạng cao hơn, dòng rò thấp hơn và độ ổn định nhiệt độ cao hơn.
Đầu tiên, các tụ điện phim của YMIN có thiết kế ESR thấp, làm giảm hiệu quả ứng suất điện áp trong quá trình chuyển đổi SIC MOSFET và IGBT dựa trên silicon, do đó giảm thiểu tổn thất tụ điện và cải thiện hiệu quả hệ thống tổng thể. Ngoài ra, các tụ điện này có điện áp được xếp hạng cao hơn, có khả năng chịu được điều kiện điện áp cao hơn và đảm bảo hoạt động hệ thống ổn định.
Sê-ri MDP và MDR của các tụ điện phim YMIN cung cấp phạm vi điện dung là 5UF-150UF và 50UF-3000UF, và phạm vi điện áp lần lượt là 350V-1500V và 350V-2200V.
Thứ hai, các tụ điện phim mới nhất của YMIN có độ ổn định rò rỉ thấp hơn và độ ổn định nhiệt độ cao hơn. Trong trường hợp hệ thống điều khiển điện tử xe điện, thường có công suất cao, việc tạo nhiệt kết quả có thể ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ và độ tin cậy của các tụ điện phim. Để giải quyết vấn đề này, loạt MDP và MDR từ YMIN kết hợp các vật liệu chất lượng cao và các kỹ thuật sản xuất tiên tiến để thiết kế cấu trúc nhiệt được cải thiện cho các tụ điện. Điều này đảm bảo hiệu suất ổn định ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao, ngăn ngừa sự suy giảm giá trị tụ điện hoặc thất bại do tăng nhiệt độ. Hơn nữa, các tụ điện này có tuổi thọ dài hơn, cung cấp hỗ trợ đáng tin cậy hơn cho các hệ thống điện tử.
Thứ ba, các tụ điện loạt MDP và MDR từ YMIN có kích thước nhỏ hơn và mật độ công suất cao hơn. Ví dụ, trong các hệ thống truyền động điện 800V, xu hướng là sử dụng các thiết bị SIC để giảm kích thước của tụ điện và các thành phần thụ động khác, do đó thúc đẩy thu nhỏ điều khiển điện tử. YMIN đã sử dụng công nghệ sản xuất phim sáng tạo, không chỉ làm tăng sự tích hợp và hiệu quả của hệ thống mà còn làm giảm kích thước và trọng lượng hệ thống, tăng cường tính di động và tính linh hoạt của các thiết bị.
Nhìn chung, loạt phim Tụ điện phim DC-Link của YMIN mang lại khả năng cải thiện 30% về khả năng chịu được DV/DT và tuổi thọ tăng 30% so với các tụ điện phim khác trên thị trường. Điều này không chỉ cung cấp độ tin cậy tốt hơn cho các mạch SIC/IGBT mà còn cung cấp hiệu quả chi phí tốt hơn, khắc phục các rào cản về giá trong việc áp dụng rộng rãi các tụ điện phim.
Là một người tiên phong trong ngành, YMIN đã tham gia sâu vào lĩnh vực tụ điện trong hơn 20 năm. Các điện áp cao của nó đã được áp dụng ổn định trong các lĩnh vực cao cấp như OBC trên tàu, cọc sạc năng lượng mới, biến tần quang điện và robot công nghiệp trong nhiều năm. Thế hệ sản phẩm tụ điện phim mới này giải quyết các thách thức khác nhau trong thiết bị và điều khiển quy trình sản xuất tụ điện phim, đã hoàn thành chứng nhận độ tin cậy với các doanh nghiệp hàng đầu toàn cầu và đạt được ứng dụng quy mô lớn, chứng minh độ tin cậy của sản phẩm đối với các khách hàng lớn hơn. Trong tương lai, YMIN sẽ tận dụng sự tích lũy kỹ thuật dài hạn của mình để hỗ trợ sự phát triển nhanh chóng của ngành năng lượng mới với các sản phẩm tụ điện có trách nhiệm cao và hiệu quả về chi phí.
Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cậpwww.ymin.cn.
Thời gian đăng: Tháng 7 năm 07-2024