ม้าที่ดีคู่ควรกับอานที่ดี! เพื่อใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ SiC ได้อย่างเต็มที่ จำเป็นต้องจับคู่ระบบวงจรกับตัวเก็บประจุที่เหมาะสมด้วย จากการควบคุมการขับเคลื่อนหลักในยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงสถานการณ์พลังงานใหม่กำลังสูง เช่น อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มกำลังค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลัก และตลาดต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงด้านต้นทุนอย่างเร่งด่วน
เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัท Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. ได้เปิดตัวตัวเก็บประจุแบบฟิล์มรองรับ DC ซึ่งมีข้อดีที่โดดเด่น 4 ประการ ทำให้เหมาะสำหรับ IGBT รุ่นที่ 7 ของ Infineon นอกจากนี้ยังช่วยจัดการกับความท้าทายด้านความเสถียร ความน่าเชื่อถือ การย่อขนาด และต้นทุนในระบบ SiC
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มทะลุทะลวงเกือบ 90% ในการใช้งานไดรฟ์หลัก เหตุใด SiC และ IGBT จึงต้องการสิ่งเหล่านี้
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ เช่น การจัดเก็บพลังงาน การชาร์จ และยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ความต้องการตัวเก็บประจุ DC-Link จึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พูดง่ายๆ ก็คือ ตัวเก็บประจุ DC-Link ทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ในวงจร โดยดูดซับกระแสพัลส์สูงจากปลายบัสและลดแรงดันบัสที่ปรับให้เรียบ ดังนั้นจึงปกป้องสวิตช์ IGBT และ SiC MOSFET จากกระแสพัลส์สูงและผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว
โดยทั่วไปแล้ว ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคจะใช้ในการใช้งานที่รองรับ DC อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าบัสของยานพาหนะพลังงานใหม่เพิ่มขึ้นจาก 400V เป็น 800V และระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เคลื่อนไปสู่ 1500V และแม้แต่ 2000V ความต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์มจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าในปี 2022 กำลังการผลิตติดตั้งของอินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link สูงถึง 5.1117 ล้านหน่วย คิดเป็น 88.7% ของกำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ บริษัทควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนำ เช่น Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec และ Wiran Power ต่างใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ในไดรฟ์อินเวอร์เตอร์ โดยมีอัตราส่วนกำลังการผลิตติดตั้งรวมสูงถึง 82.9% สิ่งนี้บ่งชี้ว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มได้เข้ามาแทนที่ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นกระแสหลักในตลาดไดรฟ์ไฟฟ้า
เนื่องจากความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคอยู่ที่ประมาณ 630V ในการใช้งานไฟฟ้าแรงสูงและพลังงานสูงที่สูงกว่า 700V ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าหลายตัวจำเป็นต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน ซึ่งจะทำให้สูญเสียพลังงาน ต้นทุน BOM และปัญหาด้านความน่าเชื่อถือเพิ่มเติม
บทความวิจัยจากมหาวิทยาลัยมาเลเซียระบุว่า โดยทั่วไปจะใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าในการเชื่อมต่อ DC ของอินเวอร์เตอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์ IGBT แบบซิลิคอน แต่แรงดันไฟฟ้ากระชากอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากันสูง (ESR) ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชัน IGBT ที่ใช้ซิลิกอน SiC MOSFET มีความถี่สวิตชิ่งที่สูงกว่า ส่งผลให้แอมพลิจูดของแรงดันไฟกระชากใน DC Link ของอินเวอร์เตอร์ฮาล์ฟบริดจ์สูงขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลงหรือเกิดความเสียหายได้ เนื่องจากความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีค่าเพียง 4kHz ซึ่งไม่เพียงพอที่จะดูดซับกระแสกระเพื่อมของอินเวอร์เตอร์ SiC MOSFET
ดังนั้นในการใช้งาน DC ที่มีความต้องการความน่าเชื่อถือสูงกว่า เช่น อินเวอร์เตอร์แบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ โดยทั่วไปจะเลือกใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ ได้แก่ ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ESR ที่ต่ำกว่า ไม่มีขั้ว ประสิทธิภาพที่เสถียรกว่า และอายุการใช้งานยาวนานกว่า ช่วยให้การออกแบบระบบที่เชื่อถือได้มากขึ้นพร้อมความต้านทานการกระเพื่อมที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ การใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในระบบสามารถใช้ประโยชน์จากความถี่สูงและการสูญเสียต่ำของ SiC MOSFET ได้หลายครั้ง ซึ่งช่วยลดขนาดและน้ำหนักของส่วนประกอบแบบพาสซีฟ (ตัวเหนี่ยวนำ หม้อแปลง ตัวเก็บประจุ) ในระบบได้อย่างมาก จากการวิจัยของ Wolfspeed อินเวอร์เตอร์ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนขนาด 10kW ต้องใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าอลูมิเนียม 22 ตัว ในขณะที่อินเวอร์เตอร์ SiC ขนาด 40kW ต้องการตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเพียง 8 ตัว ซึ่งช่วยลดพื้นที่ PCB ได้อย่างมาก
YMIN เปิดตัวตัวเก็บประจุแบบฟิล์มใหม่พร้อมข้อดีหลักสี่ประการเพื่อรองรับอุตสาหกรรมพลังงานใหม่
เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดเร่งด่วน YMIN เพิ่งเปิดตัวซีรีส์ MDP และ MDR ของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC ตัวเก็บประจุเหล่านี้ใช้กระบวนการผลิตขั้นสูงและวัสดุคุณภาพสูงจึงเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับข้อกำหนดการปฏิบัติงานของ SiC MOSFET และ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนจากผู้นำเซมิคอนดักเตอร์กำลังระดับโลก เช่น Infineon
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มซีรีส์ MDP และ MDR ของ YMIN มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ: ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) ต่ำกว่า, แรงดันไฟฟ้าพิกัดที่สูงขึ้น, กระแสรั่วไหลลดลง และความเสถียรของอุณหภูมิที่สูงขึ้น
ประการแรก ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มของ YMIN มีการออกแบบ ESR ต่ำ ซึ่งช่วยลดความเครียดแรงดันไฟฟ้าในระหว่างการสลับ SiC MOSFET และ IGBT ที่ใช้ซิลิคอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงลดการสูญเสียตัวเก็บประจุและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ซึ่งสามารถทนต่อสภาวะแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า และรับประกันการทำงานของระบบที่มีเสถียรภาพ
ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม YMIN ซีรีส์ MDP และ MDR มีช่วงความจุ 5uF-150uF และ 50uF-3000uF และช่วงแรงดันไฟฟ้า 350V-1500V และ 350V-2200V ตามลำดับ
ประการที่สอง ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มล่าสุดของ YMIN มีกระแสรั่วไหลต่ำกว่าและมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ในกรณีของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปจะมีกำลังสูง การสร้างความร้อนที่เกิดขึ้นอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ซีรีส์ MDP และ MDR จาก YMIN ได้รวมเอาวัสดุคุณภาพสูงและเทคนิคการผลิตขั้นสูงเพื่อออกแบบโครงสร้างการระบายความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับตัวเก็บประจุ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เสถียรแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ป้องกันการเสื่อมสภาพหรือความล้มเหลวของค่าตัวเก็บประจุเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุเหล่านี้ยังมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ซึ่งให้การสนับสนุนระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เชื่อถือได้มากขึ้น
ประการที่สาม ตัวเก็บประจุซีรีส์ MDP และ MDR จาก YMIN มีขนาดเล็กกว่าและมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า ตัวอย่างเช่น ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า 800V แนวโน้มคือการใช้อุปกรณ์ SiC เพื่อลดขนาดของตัวเก็บประจุและส่วนประกอบแบบพาสซีฟอื่นๆ ซึ่งส่งเสริมการย่อส่วนการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ YMIN ได้ใช้เทคโนโลยีการผลิตฟิล์มที่เป็นนวัตกรรม ซึ่งไม่เพียงเพิ่มการบูรณาการและประสิทธิภาพระบบโดยรวม แต่ยังช่วยลดขนาดและน้ำหนักของระบบ เพิ่มความสามารถในการพกพาและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์
โดยรวมแล้ว ซีรีส์ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link ของ YMIN นำเสนอความสามารถในการทนต่อ dv/dt ที่ดีขึ้น 30% และอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น 30% เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอื่นๆ ในตลาด ซึ่งไม่เพียงแต่ให้ความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นสำหรับวงจร SiC/IGBT เท่านั้น แต่ยังให้ความคุ้มค่าที่ดีกว่าอีกด้วย โดยเอาชนะอุปสรรคด้านราคาในการใช้งานตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอย่างแพร่หลาย
ในฐานะผู้บุกเบิกอุตสาหกรรม YMIN มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในด้านตัวเก็บประจุมานานกว่า 20 ปี เป็นเวลาหลายปีที่ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงถูกนำไปใช้งานอย่างเสถียรในด้านระดับไฮเอนด์ เช่น OBC ในตัว เสาชาร์จพลังงานใหม่ อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มรุ่นใหม่นี้ช่วยแก้ปัญหาความท้าทายต่างๆ ในการควบคุมกระบวนการผลิตและอุปกรณ์ในการผลิตตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม ได้รับการรับรองความน่าเชื่อถือกับองค์กรชั้นนำระดับโลก และประสบความสำเร็จในการใช้งานในวงกว้าง ซึ่งพิสูจน์ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ให้กับลูกค้ารายใหญ่ ในอนาคต YMIN จะใช้ประโยชน์จากการสั่งสมทางเทคนิคในระยะยาว เพื่อรองรับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ด้วยผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุที่มีความน่าเชื่อถือสูงและคุ้มค่า
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาเยี่ยมชมwww.ymin.cn.
เวลาโพสต์: Jul-07-2024