סוס טוב ראוי לאוכף טוב! כדי למנף את מלוא היתרונות של התקני SiC, יש צורך גם לשלב את מערכת המעגלים עם קבלים מתאימים. החל מבקרת ההינע הראשית בכלי רכב חשמליים ועד לתרחישי אנרגיה חדשים בעלי הספק גבוה כמו ממירים פוטו-וולטאיים, קבלי פילם הופכים בהדרגה למיינסטרים, והשוק זקוק בדחיפות למוצרים בעלי ביצועים גבוהים ועלות גבוהה.
לאחרונה, חברת Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. השיקה קבלי סרט תמיכה DC, אשר להם ארבעה יתרונות בולטים שהופכים אותם למתאימים ל-IGBTs מהדור השביעי של Infineon. הם גם מסייעים להתמודד עם אתגרי היציבות, האמינות, המזעור והעלות במערכות SiC.
קבלי סרט משיגים חדירה של כמעט 90% ביישומי הנעה ראשית. מדוע הם נחוצים ל-SiC ו-IGBT?
בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של תעשיות אנרגיה חדשות כגון אגירת אנרגיה, טעינה וכלי רכב חשמליים (EV), הביקוש לקבלי DC-Link גדל במהירות. במילים פשוטות, קבלי DC-Link משמשים כחוצים במעגלים, סופגים זרמי פולסים גבוהים מקצה האפיק ומחליקים את מתח האפיק, ובכך מגנים על מתגי IGBT ו-SiC MOSFET מפני זרמי פולסים גבוהים ופגיעות מתח חולפות.
בדרך כלל, קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום משמשים ביישומי תמיכה במתח ישר (DC). עם זאת, עם עלייה במתח האפיק של כלי רכב אנרגיה חדשים מ-400 וולט ל-800 וולט ועלייה במערכות פוטו-וולטאיות לכיוון 1500 וולט ואפילו 2000 וולט, הביקוש לקבלי סרט עולה באופן משמעותי.
נתונים מראים כי בשנת 2022, הקיבולת המותקנת של ממירי מנוע חשמליים המבוססים על קבלי סרט DC-Link הגיעה ל-5.1117 מיליון יחידות, המהוות 88.7% מסך הקיבולת המותקנת של בקרים אלקטרוניים. חברות בקרה אלקטרונית מובילות כמו Fudi Power, Tesla, Inovance Technology, Nidec ו-Wiran Power משתמשות כולן בקבלי סרט DC-Link בממירי מנוע שלהן, עם יחס קיבולת מותקנת משולב של עד 82.9%. ממצא זה מצביע על כך שקבלי סרט החליפו את הקבלים האלקטרוליטיים כמיינסטרים בשוק ההנעות החשמליות.
הסיבה לכך היא שהתנגדות המתח המקסימלית של קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום היא כ-630 וולט. ביישומי מתח גבוה והספק גבוה מעל 700 וולט, יש לחבר מספר קבלים אלקטרוליטיים בטור ובמקביל כדי לעמוד בדרישות השימוש, מה שמוביל לאובדן אנרגיה נוסף, עלות ייצור המוצר (BOM) ובעיות אמינות.
מאמר מחקר מאוניברסיטת מלזיה מצביע על כך שקבלים אלקטרוליטיים משמשים בדרך כלל בקישור DC של ממירי חצי-גשר IGBT מסיליקון, אך קפיצות מתח עלולות להתרחש עקב התנגדות טורית שקולה (ESR) גבוהה של קבלים אלקטרוליטיים. בהשוואה לפתרונות IGBT מבוססי סיליקון, ל-MOSFETs SiC יש תדרי מיתוג גבוהים יותר, וכתוצאה מכך אמפליטודות קפיצות מתח גבוהות יותר בקישור DC של ממירי חצי-גשר. זה יכול להוביל לפגיעה בביצועי המכשיר או אפילו נזק, מכיוון שתדר התהודה של קבלים אלקטרוליטיים הוא רק 4kHz, שאינו מספיק כדי לספוג את אדוות הזרם של ממירי MOSFET SiC.
לכן, ביישומי DC עם דרישות אמינות גבוהות יותר, כגון ממירים חשמליים וממירים פוטו-וולטאיים, בדרך כלל נבחרים קבלי פילם. בהשוואה לקבלי אלקטרוליטיים מאלומיניום, יתרונות הביצועים שלהם כוללים התנגדות מתח גבוהה יותר, ESR נמוך יותר, חוסר קוטביות, ביצועים יציבים יותר ותוחלת חיים ארוכה יותר, מה שמאפשר תכנון מערכת אמין יותר עם התנגדות חזקה יותר לאדוות.
בנוסף, שימוש בקבלי סרט במערכת יכול למנף שוב ושוב את היתרונות של טרנזיסטורי MOSFET מסיליקון (SiC) בתדירות גבוהה ובעלי הפסדים נמוכים, ולהפחית משמעותית את גודל ומשקל הרכיבים הפסיביים (סלילים, שנאים, קבלים) במערכת. על פי מחקר של Wolfspeed, ממיר IGBT מבוסס סיליקון של 10 קילוואט דורש 22 קבלי אלקטרוליטיים מאלומיניום, בעוד שממיר SiC של 40 קילוואט זקוק רק ל-8 קבלי סרט, מה שמפחית משמעותית את שטח המעגל המודפס.
YMIN משיקה קבלי סרט חדשים עם ארבעה יתרונות עיקריים לתמיכה בתעשיית האנרגיה החדשה
כדי להתמודד עם דרישות השוק הדחופות, YMIN השיקה לאחרונה את סדרות MDP ו-MDR של קבלי סרט תמיכה DC. קבלים אלה, הנעשים באמצעות תהליכי ייצור מתקדמים וחומרים איכותיים, תואמים באופן מושלם לדרישות התפעול של רכיבי MOSFET SiC ו-IGBT מבוססי סיליקון של מובילי מוליכים למחצה עולמיים כמו Infineon.
לקבלי הסרט מסדרות MDP ו-MDR של YMIN מספר מאפיינים בולטים: התנגדות טורית שקולה (ESR) נמוכה יותר, מתח מדורג גבוה יותר, זרם דליפה נמוך יותר ויציבות טמפרטורה גבוהה יותר.
ראשית, קבלי הפילם של YMIN כוללים עיצוב ESR נמוך, המפחית ביעילות את עומס המתח במהלך המיתוג של רכיבי MOSFET SiC ו-IGBT מבוססי סיליקון, ובכך ממזער הפסדי קבלים ומשפר את יעילות המערכת הכוללת. בנוסף, לקבלים אלה יש מתח מדורג גבוה יותר, המסוגל לעמוד בתנאי מתח גבוהים יותר ולהבטיח פעולת מערכת יציבה.
סדרות MDP ו-MDR של קבלי סרט YMIN מציעות טווחי קיבול של 5uF-150uF ו-50uF-3000uF, וטווחי מתח של 350V-1500V ו-350V-2200V, בהתאמה.
שנית, לקבלי הסרט החדישים ביותר של YMIN בעלי זרם דליפה נמוך יותר ויציבות טמפרטורה גבוהה יותר. במקרה של מערכות בקרה אלקטרוניות לרכבים חשמליים, שבדרך כלל בעלות הספק גבוה, ייצור החום הנובע מכך יכול להשפיע באופן משמעותי על תוחלת החיים והאמינות של קבלי הסרט. כדי לטפל בכך, סדרות MDP ו-MDR של YMIN משלבות חומרים איכותיים וטכניקות ייצור מתקדמות כדי לתכנן מבנה תרמי משופר עבור הקבלים. זה מבטיח ביצועים יציבים גם בסביבות טמפרטורה גבוהה, ומונע ירידה בערך הקבל או כשל עקב עליית הטמפרטורה. יתר על כן, לקבלים אלה תוחלת חיים ארוכה יותר, המספקת תמיכה אמינה יותר למערכות אלקטרוניות הספק.
שלישית, קבלי סדרת MDP ו-MDR של YMIN כוללים גודל קטן יותר וצפיפות הספק גבוהה יותר. לדוגמה, במערכות הנעה חשמליות של 800V, המגמה היא להשתמש בהתקני SiC כדי להפחית את גודל הקבלים ורכיבים פסיביים אחרים, ובכך לקדם מזעור של בקרים אלקטרוניים. YMIN השתמשה בטכנולוגיית ייצור סרטים חדשנית, אשר לא רק מגדילה את שילוב המערכת והיעילות הכוללת, אלא גם מפחיתה את גודל ומשקל המערכת, ובכך משפרת את הניידות והגמישות של המכשירים.
בסך הכל, סדרת קבלי הסרט DC-Link של YMIN מציעה שיפור של 30% ביכולת העמידה dv/dt ועלייה של 30% באורך החיים בהשוואה לקבלי סרט אחרים בשוק. זה לא רק מספק אמינות טובה יותר עבור מעגלי SiC/IGBT אלא גם מציע יעילות כלכלית טובה יותר, ומתגבר על מחסומי המחיר ביישום נרחב של קבלי סרט.
כחלוצה בתעשייה, YMIN מעורבת עמוקות בתחום הקבלים מזה למעלה מ-20 שנה. קבלי המתח הגבוה שלה מיושמים ביציבות בתחומים יוקרתיים כגון OBC מובנים, ערימות טעינה חדשות לאנרגיה, ממירים פוטו-וולטאיים ורובוטים תעשייתיים במשך שנים רבות. דור חדש זה של מוצרי קבלי סרט פותר אתגרים שונים בבקרת תהליכי ייצור קבלי סרט וציוד, השלים הסמכת אמינות עם חברות גלובליות מובילות, והשיג יישום בקנה מידה גדול, מה שמוכיח את אמינות המוצר ללקוחות גדולים יותר. בעתיד, YMIN תמנף את הצטברות הטכנית ארוכת הטווח שלה כדי לתמוך בפיתוח המהיר של תעשיית האנרגיה החדשה עם מוצרי קבלים אמינים וחסכוניים.
למידע נוסף, אנא בקרו באתרwww.ymin.cn.
זמן פרסום: 07-07-2024