Un bon cheval mérite une bonne selle ! Pour tirer pleinement parti des avantages des dispositifs SiC, il est également nécessaire de coupler le système de circuits avec des condensateurs appropriés. De la commande principale des véhicules électriques aux nouveaux scénarios énergétiques de haute puissance tels que les onduleurs photovoltaïques, les condensateurs à film deviennent progressivement courants et le marché a un besoin urgent de produits à coût élevé et performants.
Récemment, Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. a lancé des condensateurs à film de support CC, qui présentent quatre avantages exceptionnels, ce qui les rend adaptés aux IGBT de septième génération d'Infineon. Ils contribuent également à relever les défis de stabilité, de fiabilité, de miniaturisation et de coût des systèmes SiC.
Les condensateurs à film atteignent un taux de pénétration de près de 90 % dans les applications de variateurs principaux. Pourquoi le SiC et l'IGBT en ont-ils besoin ?
Ces dernières années, avec le développement rapide de nouvelles industries énergétiques telles que le stockage d'énergie, la recharge et les véhicules électriques (VE), la demande de condensateurs DC-Link a augmenté rapidement. En termes simples, les condensateurs DC-Link agissent comme des tampons dans les circuits, absorbant les courants d'impulsion élevés provenant de l'extrémité du bus et lissant la tension du bus, protégeant ainsi les commutateurs IGBT et MOSFET SiC des courants d'impulsion élevés et des impacts de tension transitoire.
Généralement, les condensateurs électrolytiques en aluminium sont utilisés dans les applications de support CC. Cependant, avec la tension du bus des véhicules à énergie nouvelle augmentant de 400 V à 800 V et les systèmes photovoltaïques évoluant vers 1 500 V, voire 2 000 V, la demande de condensateurs à film augmente considérablement.
Les données montrent qu'en 2022, la capacité installée des onduleurs électriques basés sur des condensateurs à film DC-Link a atteint 5,1117 millions d'unités, représentant 88,7 % de la capacité totale installée des commandes électroniques. Les principales sociétés de contrôle électronique telles que Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec et Wiran Power utilisent toutes des condensateurs à film DC-Link dans leurs onduleurs, avec un taux de capacité installée combinée allant jusqu'à 82,9 %. Cela indique que les condensateurs à film ont remplacé les condensateurs électrolytiques en tant que courant dominant sur le marché des entraînements électriques.
En effet, la résistance à la tension maximale des condensateurs électrolytiques en aluminium est d'environ 630 V. Dans les applications haute tension et haute puissance supérieures à 700 V, plusieurs condensateurs électrolytiques doivent être connectés en série et en parallèle pour répondre aux exigences d'utilisation, ce qui entraîne une perte d'énergie supplémentaire, un coût de nomenclature et des problèmes de fiabilité.
Un document de recherche de l'Université de Malaisie indique que les condensateurs électrolytiques sont généralement utilisés dans la liaison CC des onduleurs en demi-pont IGBT au silicium, mais des surtensions peuvent se produire en raison de la résistance série équivalente (ESR) élevée des condensateurs électrolytiques. Par rapport aux solutions IGBT à base de silicium, les MOSFET SiC ont des fréquences de commutation plus élevées, ce qui entraîne des amplitudes de surtension plus élevées dans la liaison CC des onduleurs en demi-pont. Cela peut entraîner une dégradation des performances du dispositif, voire des dommages, car la fréquence de résonance des condensateurs électrolytiques n'est que de 4 kHz, ce qui est insuffisant pour absorber l'ondulation de courant des onduleurs SiC MOSFET.
Par conséquent, dans les applications CC présentant des exigences de fiabilité plus élevées, telles que les onduleurs électriques et les onduleurs photovoltaïques, les condensateurs à film sont généralement choisis. Par rapport aux condensateurs électrolytiques en aluminium, leurs avantages en termes de performances incluent une résistance à la tension plus élevée, un ESR inférieur, une absence de polarité, des performances plus stables et une durée de vie plus longue, permettant une conception de système plus fiable avec une résistance à l'ondulation plus forte.
De plus, l'utilisation de condensateurs à film dans le système peut exploiter de manière répétée les avantages des MOSFET SiC en matière de haute fréquence et de faibles pertes, réduisant ainsi considérablement la taille et le poids des composants passifs (inductances, transformateurs, condensateurs) du système. Selon les recherches de Wolfspeed, un onduleur IGBT à base de silicium de 10 kW nécessite 22 condensateurs électrolytiques en aluminium, alors qu'un onduleur SiC de 40 kW n'a besoin que de 8 condensateurs à film, ce qui réduit considérablement la surface du PCB.
YMIN lance de nouveaux condensateurs à film présentant quatre avantages majeurs pour soutenir l'industrie des nouvelles énergies
Pour répondre aux demandes urgentes du marché, YMIN a récemment lancé les séries MDP et MDR de condensateurs à film de support CC. Utilisant des processus de fabrication avancés et des matériaux de haute qualité, ces condensateurs sont parfaitement compatibles avec les exigences de fonctionnement des MOSFET SiC et des IGBT à base de silicium des leaders mondiaux des semi-conducteurs de puissance tels qu'Infineon.
Les condensateurs à film des séries MDP et MDR de YMIN présentent plusieurs caractéristiques notables : une résistance série équivalente (ESR) inférieure, une tension nominale plus élevée, un courant de fuite plus faible et une stabilité de température plus élevée.
Premièrement, les condensateurs à film de YMIN présentent une conception à faible ESR, réduisant efficacement la contrainte de tension lors de la commutation des MOSFET SiC et des IGBT à base de silicium, minimisant ainsi les pertes de condensateurs et améliorant l'efficacité globale du système. De plus, ces condensateurs ont une tension nominale plus élevée, capables de résister à des conditions de tension plus élevées et d'assurer un fonctionnement stable du système.
Les séries MDP et MDR de condensateurs à film YMIN offrent des plages de capacités de 5uF-150uF et 50uF-3000uF, et des plages de tension de 350V-1500V et 350V-2200V, respectivement.
Deuxièmement, les derniers condensateurs à film de YMIN ont un courant de fuite plus faible et une stabilité en température plus élevée. Dans le cas des systèmes de contrôle électronique des véhicules électriques, qui ont généralement une puissance élevée, la génération de chaleur qui en résulte peut affecter considérablement la durée de vie et la fiabilité des condensateurs à film. Pour résoudre ce problème, les séries MDP et MDR de YMIN intègrent des matériaux de haute qualité et des techniques de fabrication avancées pour concevoir une structure thermique améliorée pour les condensateurs. Cela garantit des performances stables même dans des environnements à haute température, évitant ainsi la dégradation de la valeur du condensateur ou la défaillance due à une augmentation de la température. De plus, ces condensateurs ont une durée de vie plus longue, offrant ainsi un support plus fiable aux systèmes électroniques de puissance.
Troisièmement, les condensateurs des séries MDP et MDR de YMIN présentent une taille plus petite et une densité de puissance plus élevée. Par exemple, dans les systèmes d'entraînement électrique 800 V, la tendance est à l'utilisation de dispositifs SiC pour réduire la taille des condensateurs et autres composants passifs, favorisant ainsi la miniaturisation des commandes électroniques. YMIN a utilisé une technologie innovante de fabrication de films, qui non seulement augmente l'intégration et l'efficacité globales du système, mais réduit également la taille et le poids du système, améliorant ainsi la portabilité et la flexibilité des appareils.
Dans l'ensemble, la série de condensateurs à film DC-Link de YMIN offre une amélioration de 30 % de la capacité de tenue dv/dt et une augmentation de 30 % de la durée de vie par rapport aux autres condensateurs à film du marché. Cela offre non seulement une meilleure fiabilité aux circuits SiC/IGBT, mais offre également une meilleure rentabilité, surmontant les barrières de prix dans l'application généralisée des condensateurs à film.
En tant que pionnier de l'industrie, YMIN est profondément impliqué dans le domaine des condensateurs depuis plus de 20 ans. Ses condensateurs haute tension sont appliqués de manière stable dans des domaines haut de gamme tels que les OBC embarqués, les nouvelles piles de recharge d'énergie, les onduleurs photovoltaïques et les robots industriels depuis de nombreuses années. Cette nouvelle génération de produits de condensateurs à film résout divers défis liés au contrôle et à l'équipement du processus de production de condensateurs à film, a obtenu une certification de fiabilité auprès de grandes entreprises mondiales et a obtenu une application à grande échelle, prouvant la fiabilité du produit aux clients plus importants. À l'avenir, YMIN tirera parti de son accumulation technique à long terme pour soutenir le développement rapide de la nouvelle industrie énergétique avec des produits de condensateurs hautement fiables et rentables.
Pour plus d'informations, veuillez visiterwww.ymin.cn.
Heure de publication : 07 juillet 2024