좋은 말에는 좋은 안장이 있어야 합니다! SiC 소자의 장점을 최대한 활용하려면 회로 시스템과 적절한 커패시터를 결합해야 합니다. 전기 자동차의 주 구동 제어부터 태양광 인버터와 같은 고전력 신에너지 시스템에 이르기까지 필름 커패시터는 점차 주류로 자리 잡고 있으며, 시장은 비용 대비 성능이 뛰어난 제품에 대한 수요가 절실합니다.
최근 상하이 용밍 전자(Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.)는 DC 지원 필름 커패시터를 출시했습니다. 이 커패시터는 인피니언의 7세대 IGBT에 적합한 네 가지 뛰어난 장점을 가지고 있습니다. 또한 SiC 시스템의 안정성, 신뢰성, 소형화 및 비용 문제를 해결하는 데에도 도움이 됩니다.
필름 커패시터는 주 구동 애플리케이션에서 거의 90%의 점유율을 달성합니다. SiC와 IGBT에 필름 커패시터가 필요한 이유는 무엇일까요?
최근 에너지 저장, 충전, 전기차(EV) 등 신에너지 산업의 급속한 발전으로 DC-Link 커패시터 수요가 급증하고 있습니다. 간단히 말해, DC-Link 커패시터는 회로의 버퍼 역할을 하여 버스 단에서 발생하는 높은 펄스 전류를 흡수하고 버스 전압을 평활화하여 IGBT 및 SiC MOSFET 스위치를 높은 펄스 전류 및 과도 전압 영향으로부터 보호합니다.
일반적으로 알루미늄 전해 커패시터는 DC 지원 애플리케이션에 사용됩니다. 그러나 신에너지 자동차의 버스 전압이 400V에서 800V로 상승하고 태양광 시스템이 1500V, 심지어 2000V로 전환됨에 따라 필름 커패시터에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다.
데이터에 따르면 2022년 DC-Link 필름 커패시터 기반 전기 구동 인버터의 설비 용량은 511만 1700대에 달하여 전자 제어 전체 설비 용량의 88.7%를 차지했습니다. 푸디 파워, 테슬라, 이노반스 테크놀로지, 니덱, 위란 파워 등 주요 전자 제어 기업들은 모두 자사 구동 인버터에 DC-Link 필름 커패시터를 사용하고 있으며, 전체 설비 용량 비율은 최대 82.9%에 달합니다. 이는 필름 커패시터가 전기 구동 시장에서 전해 커패시터를 대체하여 주류로 자리 잡았음을 시사합니다.
알루미늄 전해 커패시터의 최대 내압이 약 630V이기 때문입니다. 700V 이상의 고전압 및 고전력 애플리케이션에서는 사용 요건을 충족하기 위해 여러 개의 전해 커패시터를 직렬 및 병렬로 연결해야 하며, 이로 인해 추가적인 에너지 손실, BOM 비용 및 신뢰성 문제가 발생합니다.
말레이시아 대학교의 연구 논문에 따르면, 실리콘 IGBT 하프 브리지 인버터의 DC 링크에는 일반적으로 전해 커패시터가 사용되지만, 전해 커패시터의 높은 등가 직렬 저항(ESR)으로 인해 전압 서지가 발생할 수 있습니다. 실리콘 기반 IGBT 솔루션에 비해 SiC MOSFET은 스위칭 주파수가 높아 하프 브리지 인버터의 DC 링크에서 더 높은 전압 서지 진폭을 발생시킵니다. 전해 커패시터의 공진 주파수가 4kHz에 불과하여 SiC MOSFET 인버터의 전류 리플을 흡수하기에 충분하지 않기 때문에, 이는 소자 성능 저하 또는 심지어 손상으로 이어질 수 있습니다.
따라서 전기 구동 인버터나 태양광 인버터와 같이 신뢰성이 더 높은 DC 애플리케이션에서는 일반적으로 필름 커패시터가 사용됩니다. 알루미늄 전해 커패시터와 비교했을 때, 필름 커패시터는 높은 내전압, 낮은 ESR, 무극성, 더 안정적인 성능, 더 긴 수명 등의 성능 이점을 제공하여 더 높은 리플 저항을 갖춘 더욱 안정적인 시스템 설계를 가능하게 합니다.
또한, 시스템에 필름 커패시터를 사용하면 SiC MOSFET의 고주파 및 저손실 장점을 반복적으로 활용하여 시스템 내 수동 부품(인덕터, 변압기, 커패시터)의 크기와 무게를 크게 줄일 수 있습니다. Wolfspeed 연구에 따르면 10kW 실리콘 기반 IGBT 인버터에는 알루미늄 전해 커패시터 22개가 필요한 반면, 40kW SiC 인버터에는 필름 커패시터 8개만 필요하여 PCB 면적을 크게 줄일 수 있습니다.
YMIN, 신에너지 산업을 지원하는 4대 강점을 갖춘 신규 필름 커패시터 출시
YMIN은 긴급한 시장 수요에 대응하기 위해 최근 MDP 및 MDR 시리즈 DC 지원 필름 커패시터를 출시했습니다. 첨단 제조 공정과 고품질 소재를 활용한 이 커패시터는 인피니언과 같은 글로벌 전력 반도체 선도 기업의 SiC MOSFET 및 실리콘 기반 IGBT의 작동 요건을 완벽하게 충족합니다.
YMIN의 MDP 및 MDR 시리즈 필름 커패시터는 낮은 등가 직렬 저항(ESR), 높은 정격 전압, 낮은 누설 전류, 높은 온도 안정성 등 여러 가지 주목할 만한 특징을 가지고 있습니다.
첫째, YMIN의 필름 커패시터는 낮은 ESR 설계를 특징으로 하며, SiC MOSFET 및 실리콘 기반 IGBT 스위칭 시 전압 스트레스를 효과적으로 줄여 커패시터 손실을 최소화하고 전체 시스템 효율을 향상시킵니다. 또한, 이 커패시터는 더 높은 정격 전압을 제공하여 더 높은 전압 조건을 견뎌내고 안정적인 시스템 작동을 보장합니다.
YMIN 필름 커패시터의 MDP 및 MDR 시리즈는 각각 5uF-150uF 및 50uF-3000uF의 정전용량 범위와 350V-1500V 및 350V-2200V의 전압 범위를 제공합니다.
둘째, YMIN의 최신 필름 커패시터는 누설 전류가 낮고 온도 안정성이 우수합니다. 일반적으로 고출력을 사용하는 전기차 전자 제어 시스템의 경우, 이로 인한 발열은 필름 커패시터의 수명과 신뢰성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 YMIN의 MDP 및 MDR 시리즈는 고품질 소재와 첨단 제조 기술을 결합하여 커패시터의 열 구조를 개선했습니다. 이를 통해 고온 환경에서도 안정적인 성능을 보장하여 온도 상승으로 인한 커패시터 성능 저하나 고장을 방지합니다. 또한, 이 커패시터는 수명이 길어 전력 전자 시스템에 대한 더욱 안정적인 지원을 제공합니다.
셋째, YMIN의 MDP 및 MDR 시리즈 커패시터는 더 작은 크기와 더 높은 전력 밀도를 특징으로 합니다. 예를 들어, 800V 전기 구동 시스템에서는 SiC 소자를 사용하여 커패시터 및 기타 수동 부품의 크기를 줄여 전자 제어 장치의 소형화를 촉진하는 추세입니다. YMIN은 혁신적인 필름 제조 기술을 채택하여 전체 시스템 통합 및 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 시스템 크기와 무게를 줄여 장치의 휴대성과 유연성을 향상시켰습니다.
전반적으로 YMIN의 DC-Link 필름 커패시터 시리즈는 시중의 다른 필름 커패시터 대비 dv/dt 내성 성능이 30% 향상되고 수명도 30% 증가했습니다. 이는 SiC/IGBT 회로의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라, 필름 커패시터의 광범위한 적용 분야에서 가격 장벽을 극복하여 비용 효율성도 향상시킵니다.
업계 선구자로서 YMIN은 20년 이상 커패시터 분야에 깊이 관여해 왔습니다. YMIN의 고전압 커패시터는 차량용 OBC, 신에너지 충전 설비, 태양광 인버터, 산업용 로봇 등 첨단 분야에 오랫동안 안정적으로 적용되어 왔습니다. 이 차세대 필름 커패시터 제품은 필름 커패시터 생산 공정 제어 및 장비의 다양한 과제를 해결하고, 세계적인 선도 기업들의 신뢰성 인증을 완료했으며, 대규모 적용을 통해 더 많은 고객에게 제품의 신뢰성을 입증했습니다. 앞으로 YMIN은 오랜 기간 축적된 기술을 바탕으로 고신뢰성과 비용 효율적인 커패시터 제품을 통해 신에너지 산업의 급속한 발전을 지원할 것입니다.
자세한 내용은 다음을 방문하세요.www.ymin.cn.
게시 시간: 2024년 7월 7일