ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ เช่น ระบบกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ส่งผลให้ความต้องการตัวเก็บประจุ DC-Link เพิ่มขึ้นอย่างมาก กล่าวโดยสรุป ตัวเก็บประจุ DC-Link มีบทบาทสำคัญในวงจร พวกมันสามารถดูดซับกระแสพัลส์สูงที่ปลายบัสและปรับแรงดันบัสให้เรียบ ทำให้มั่นใจได้ว่าสวิตช์ IGBT และ SiC MOSFET จะได้รับการปกป้องจากผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ของกระแสพัลส์สูงและแรงดันชั่วขณะระหว่างการทำงาน
เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของบัสในรถยนต์พลังงานใหม่เพิ่มขึ้นจาก 400V เป็น 800V ความต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์มจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก จากข้อมูลพบว่า กำลังการติดตั้งอินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง DC-Link มีจำนวนถึง 5.1117 ล้านชุดในปี 2022 คิดเป็น 88.7% ของกำลังการติดตั้งระบบควบคุมไฟฟ้าทั้งหมด อินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อนของบริษัทชั้นนำด้านระบบควบคุมไฟฟ้าหลายแห่ง เช่น Tesla และ Nidec ต่างก็ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ซึ่งคิดเป็น 82.9% ของกำลังการติดตั้งทั้งหมด และกลายเป็นตัวเลือกหลักในตลาดขับเคลื่อนไฟฟ้า
งานวิจัยชี้ให้เห็นว่า ในอินเวอร์เตอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนนั้น โดยทั่วไปจะใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ในวงจร DC แต่จะเกิดแรงดันไฟกระชากเนื่องจากค่า ESR สูงของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ เมื่อเทียบกับ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนแล้ว MOSFET ที่ใช้ SiC มีความถี่ในการสวิตช์สูงกว่า ดังนั้นแอมพลิจูดของแรงดันไฟกระชากในวงจร DC ของอินเวอร์เตอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์จึงสูงกว่า ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลงหรือเสียหายได้ และความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์มีเพียง 4kHz ซึ่งไม่เพียงพอที่จะดูดซับกระแสริปเปิลของอินเวอร์เตอร์ MOSFET ที่ใช้ SiC ได้
ดังนั้น ในการใช้งาน DC เช่น อินเวอร์เตอร์สำหรับขับเคลื่อนไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งต้องการความน่าเชื่อถือสูงกว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโดยทั่วไปมักเลือกใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียม เนื่องจากข้อดีของตัวเก็บประจุประเภทนี้ ได้แก่ ความต้านทานแรงดันสูงกว่า ค่า ESR ต่ำกว่า ไม่ระบุขั้ว ประสิทธิภาพการทำงานเสถียรกว่า และอายุการใช้งานยาวนานกว่า จึงช่วยลดการกระเพื่อมของคลื่นรบกวนและออกแบบระบบได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น
ระบบที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางสามารถใช้ประโยชน์จากความถี่สูงและการสูญเสียต่ำของ SiC MOSFET และลดขนาดและน้ำหนักของชิ้นส่วนแบบพาสซีฟได้ งานวิจัยของ Wolfspeed แสดงให้เห็นว่าอินเวอร์เตอร์ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนขนาด 10 กิโลวัตต์ต้องการตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียม 22 ตัว ในขณะที่อินเวอร์เตอร์ SiC ขนาด 40 กิโลวัตต์ต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบางเพียง 8 ตัว และพื้นที่บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน
เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด YMIN Electronics จึงได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มซีรีส์ MDPซึ่งใช้เทคโนโลยีขั้นสูงและวัสดุคุณภาพสูงเพื่อปรับให้เข้ากับ SiC MOSFET และ IGBT ที่ใช้ซิลิคอน ตัวเก็บประจุซีรีส์ MDP มีคุณสมบัติเด่นคือ ESR ต่ำ ทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูง กระแสรั่วไหลต่ำ และมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง
ข้อดีของผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มจาก YMIN Electronics:
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มของ YMIN Electronics ออกแบบโดยใช้แนวคิด ESR ต่ำ เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าเกินและการสูญเสียพลังงานระหว่างการสวิตช์ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบ มีแรงดันไฟฟ้าพิกัดสูง สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง และรับประกันเสถียรภาพของระบบ
ตัวเก็บประจุซีรีส์ MDP มีช่วงความจุตั้งแต่ 1uF ถึง 500uF และช่วงแรงดันตั้งแต่ 500V ถึง 1500V มีกระแสรั่วไหลต่ำและเสถียรภาพทางอุณหภูมิสูง ด้วยวัสดุคุณภาพสูงและกระบวนการขั้นสูง โครงสร้างการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เสถียรในอุณหภูมิสูง ยืดอายุการใช้งาน และให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ในขณะเดียวกันตัวเก็บประจุซีรีส์ MDPมีขนาดกะทัดรัด มีความหนาแน่นของพลังงานสูง และใช้กระบวนการผลิตฟิล์มบางที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อปรับปรุงการบูรณาการและประสิทธิภาพของระบบ ลดขนาดและน้ำหนัก และเพิ่มความสะดวกในการพกพาและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ซีรีส์ของ YMIN Electronics มีการปรับปรุงค่าความคลาดเคลื่อน dv/dt ขึ้น 30% และอายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 30% ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของวงจร SiC/IGBT นำมาซึ่งความคุ้มค่าที่ดีกว่า และแก้ปัญหาเรื่องราคาได้
วันที่เผยแพร่: 10 มกราคม 2025