ม้าที่ดีควรมีอานม้าที่ดี! เพื่อใช้ประโยชน์จากข้อดีของอุปกรณ์ SiC อย่างเต็มที่ จำเป็นต้องจับคู่ระบบวงจรกับตัวเก็บประจุที่เหมาะสมด้วย จากการควบคุมไดรฟ์หลักในยานยนต์ไฟฟ้าไปจนถึงสถานการณ์พลังงานใหม่ที่มีกำลังสูง เช่น อินเวอร์เตอร์โฟโตวอลตาอิค ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มกำลังได้รับความนิยมอย่างค่อยเป็นค่อยไป และตลาดต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างเร่งด่วน
เมื่อไม่นานนี้ บริษัท Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. ได้เปิดตัวตัวเก็บประจุฟิล์มรองรับ DC ซึ่งมีข้อดีที่โดดเด่นสี่ประการที่ทำให้ตัวเก็บประจุเหล่านี้เหมาะสำหรับ IGBT รุ่นที่เจ็ดของ Infineon นอกจากนี้ยังช่วยแก้ไขปัญหาด้านเสถียรภาพ ความน่าเชื่อถือ การย่อส่วน และต้นทุนในระบบ SiC อีกด้วย
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มสามารถแทรกซึมได้เกือบ 90% ในแอพพลิเคชั่นไดรฟ์หลัก เหตุใด SiC และ IGBT จึงต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ เช่น การจัดเก็บพลังงาน การชาร์จ และยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ความต้องการตัวเก็บประจุ DC-Link จึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กล่าวอย่างง่าย ๆ ตัวเก็บประจุ DC-Link ทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ในวงจร ดูดซับกระแสพัลส์สูงจากปลายบัสและปรับแรงดันบัสให้เรียบ จึงป้องกันสวิตช์ IGBT และ SiC MOSFET จากกระแสพัลส์สูงและแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะได้
โดยทั่วไปแล้วตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์จะใช้ในแอปพลิเคชันรองรับ DC อย่างไรก็ตาม ด้วยแรงดันไฟฟ้าของบัสของยานยนต์พลังงานใหม่ที่เพิ่มขึ้นจาก 400V เป็น 800V และระบบโฟโตวอลตาอิคที่เคลื่อนตัวไปที่ 1500V และแม้กระทั่ง 2000V ทำให้ความต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าในปี 2022 กำลังการผลิตติดตั้งของอินเวอร์เตอร์ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link อยู่ที่ 5.1117 ล้านหน่วย คิดเป็น 88.7% ของกำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ บริษัทควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนำ เช่น Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec และ Wiran Power ต่างก็ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ในอินเวอร์เตอร์ไดรฟ์ของตน โดยมีอัตราส่วนกำลังการผลิตติดตั้งรวมกันสูงถึง 82.9% ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มได้เข้ามาแทนที่ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ในฐานะกระแสหลักในตลาดไดรฟ์ไฟฟ้า
เนื่องจากความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 630V ในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงและกำลังไฟสูงกว่า 700V ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์หลายตัวจะต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานกันเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน ซึ่งจะทำให้สูญเสียพลังงานมากขึ้น ต้นทุน BOM และปัญหาความน่าเชื่อถือ
เอกสารวิจัยจากมหาวิทยาลัยมาเลเซียระบุว่าตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์มักใช้ในการเชื่อมต่อ DC ของอินเวอร์เตอร์ฮาล์ฟบริดจ์แบบซิลิคอน IGBT แต่ไฟกระชากอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากค่าความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) สูงของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์ เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชัน IGBT ที่ใช้ซิลิคอนแล้ว SiC MOSFET จะมีความถี่การสลับที่สูงกว่า ส่งผลให้แอมพลิจูดไฟกระชากที่สูงกว่าในการเชื่อมต่อ DC ของอินเวอร์เตอร์ฮาล์ฟบริดจ์ ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลงหรืออาจถึงขั้นเสียหายได้ เนื่องจากความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์มีเพียง 4kHz ซึ่งไม่เพียงพอที่จะดูดซับกระแสริปเปิลของอินเวอร์เตอร์ SiC MOSFET
ดังนั้น ในแอปพลิเคชัน DC ที่มีข้อกำหนดความน่าเชื่อถือสูง เช่น อินเวอร์เตอร์ไดรฟ์ไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์โฟโตวอลตาอิค มักจะเลือกใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียม ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ ได้แก่ ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ESR ที่ต่ำกว่า ไม่มีขั้ว ประสิทธิภาพที่เสถียรกว่า และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ทำให้สามารถออกแบบระบบที่มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นพร้อมความต้านทานริปเปิลที่แข็งแกร่งกว่า
นอกจากนี้ การใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในระบบสามารถใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของ SiC MOSFET ในด้านความถี่สูงและการสูญเสียต่ำได้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ซึ่งช่วยลดขนาดและน้ำหนักของส่วนประกอบแบบพาสซีฟ (ตัวเหนี่ยวนำ หม้อแปลง ตัวเก็บประจุ) ในระบบได้อย่างมาก ตามการวิจัยของ Wolfspeed อินเวอร์เตอร์ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนขนาด 10 กิโลวัตต์ต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียม 22 ตัว ในขณะที่อินเวอร์เตอร์ SiC ขนาด 40 กิโลวัตต์ต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเพียง 8 ตัว ซึ่งช่วยลดพื้นที่ PCB ได้อย่างมาก
YMIN เปิดตัวตัวเก็บประจุฟิล์มชนิดใหม่ที่มีข้อดีหลัก 4 ประการเพื่อสนับสนุนอุตสาหกรรมพลังงานใหม่
เพื่อตอบสนองความต้องการเร่งด่วนของตลาด YMIN ได้เปิดตัวซีรีย์ MDP และ MDR ของตัวเก็บประจุฟิล์มรองรับ DC เมื่อไม่นานมานี้ โดยใช้กระบวนการผลิตขั้นสูงและวัสดุคุณภาพสูง ตัวเก็บประจุเหล่านี้จึงเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับข้อกำหนดการทำงานของ SiC MOSFET และ IGBT ที่ใช้ซิลิกอนจากผู้นำด้านเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าระดับโลก เช่น Infineon
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มซีรีส์ MDP และ MDR ของ YMIN มีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ ได้แก่ ค่าความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) ที่ต่ำกว่า แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงกว่า กระแสรั่วไหลที่ต่ำกว่า และความเสถียรของอุณหภูมิที่สูงขึ้น
ประการแรก ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มของ YMIN มีการออกแบบ ESR ต่ำ ซึ่งช่วยลดความเครียดของแรงดันไฟฟ้าระหว่างการสลับของ SiC MOSFET และ IGBT ที่ใช้ซิลิกอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยลดการสูญเสียของตัวเก็บประจุและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังมีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงกว่า ทนต่อสภาวะแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น และรับประกันการทำงานของระบบที่เสถียร
ตัวเก็บประจุฟิล์ม YMIN ซีรีส์ MDP และ MDR มีช่วงความจุตั้งแต่ 5uF-150uF และ 50uF-3000uF และช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 350V-1500V และ 350V-2200V ตามลำดับ
ประการที่สอง ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มรุ่นล่าสุดของ YMIN มีกระแสไฟรั่วที่ต่ำกว่าและมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ในกรณีของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปจะมีกำลังไฟสูง ความร้อนที่เกิดขึ้นอาจส่งผลต่ออายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มได้อย่างมาก เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ซีรีส์ MDP และ MDR จาก YMIN จึงใช้วัสดุคุณภาพสูงและเทคนิคการผลิตขั้นสูงเพื่อออกแบบโครงสร้างความร้อนที่ดีขึ้นสำหรับตัวเก็บประจุ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เสถียรแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ป้องกันการเสื่อมสภาพของค่าตัวเก็บประจุหรือความล้มเหลวเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น จึงให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
ประการที่สาม ตัวเก็บประจุซีรีส์ MDP และ MDR จาก YMIN มีขนาดเล็กลงและมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า ตัวอย่างเช่น ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า 800V แนวโน้มคือการใช้อุปกรณ์ SiC เพื่อลดขนาดของตัวเก็บประจุและส่วนประกอบแบบพาสซีฟอื่นๆ จึงส่งเสริมการย่อขนาดของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ YMIN ได้ใช้เทคโนโลยีการผลิตฟิล์มที่สร้างสรรค์ ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มการบูรณาการและประสิทธิภาพของระบบโดยรวมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดขนาดและน้ำหนักของระบบ เพิ่มความสามารถในการพกพาและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์อีกด้วย
โดยรวมแล้ว ซีรีส์ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ของ YMIN นั้นมีความสามารถในการทนทานต่อ dv/dt ที่ดีขึ้น 30% และอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น 30% เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอื่นๆ ในตลาด ซึ่งไม่เพียงแต่ให้ความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นสำหรับวงจร SiC/IGBT เท่านั้น แต่ยังให้ความคุ้มทุนที่ดีขึ้นอีกด้วย โดยเอาชนะอุปสรรคด้านราคาในการใช้งานตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอย่างแพร่หลาย
ในฐานะผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรม YMIN มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในสาขาตัวเก็บประจุมาเป็นเวลากว่า 20 ปี ตัวเก็บประจุแรงดันสูงของบริษัทได้รับการนำไปใช้ในสาขาระดับสูง เช่น OBC บนบอร์ด เสาชาร์จพลังงานใหม่ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ และหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมาเป็นเวลาหลายปี ผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุฟิล์มรุ่นใหม่นี้ช่วยแก้ปัญหาต่างๆ ในการควบคุมกระบวนการผลิตตัวเก็บประจุฟิล์มและอุปกรณ์ ได้รับการรับรองความน่าเชื่อถือจากองค์กรชั้นนำระดับโลก และประสบความสำเร็จในการใช้งานในระดับใหญ่ พิสูจน์ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ให้กับลูกค้ารายใหญ่ ในอนาคต YMIN จะใช้ประโยชน์จากการสะสมทางเทคนิคในระยะยาวเพื่อสนับสนุนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ด้วยผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุที่มีความน่าเชื่อถือสูงและคุ้มต้นทุน
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาเยี่ยมชมwww.ymin.cn.
เวลาโพสต์ : 07-07-2024