SiCモジュールの包括的なガイドと電力電子におけるその役割

SiC（シリコンカーバイド）モジュールがいくつかの市場に大きな影響を与える準備ができています。自動車の電気システムや再生可能エネルギーの蓄電がその有力候補です。これらのいわゆるスーパー半導体は「電力効率の一大マイルストーン」を提供し、持続可能なエネルギーの進展や新モビリティ技術にとって重要です。この論文の以前のバージョンでは、SiC技術の独自の特性について概説しましたが、他のすべての電源に関連するものを理解するには、より詳細な検討が必要です。

電力効率の突破に向けて準備を整えよう

SiCモジュールは、電力電子技術において大きな進歩をもたらします。シリコンベースの部品は、電子システムにおける事実上の標準となり、長年にわたり使用されてきました。これらのアプリケーションは、シリコンベースのトランジスタの古典的な領域でしたが、その劣った熱伝導率により上限が設けられていました。一方で、SiCの材料に関連する部分は損失を大幅に低減し、シリコンの同等品と比較して25％の損失に留めることができます。これは、高温や高周波での安全な動作が可能であるためです。高い電力密度を持つソリューションであり、ユーザーがシステム効率をさらに向上させることができ、最終的には冷却の必要性を減らし、クラスE RFPAで最大限の効率を達成できるようになります。このエコ目標を達成するために、SiC技術を基盤として使用しています。

ニュース：輸送に関して、驚くべきことに - SiCが最適な選択肢です

さらに、輸送のグリーン化モードの急速な展開はSiCモジュールによっても推進されています。SiCインバーターとコントローラーは、この技術がEVの持続可能性を低下させる上で重要とされているため、電気自動車（EV）にとって大きな恩恵となっています。これらには、高速充電モジュール、キロワット時あたりの航続距離が拡大された個々のセルのエネルギー密度、および希少素材を使わずまたは少量で非常に高い効率を維持する完全なバッテリーシステムでの軽量化が含まれます。

SiCモジュールの科学：その始まり

この魔法はSiC素材のスイッチングモデルへと進みます。シリコンカーバイドの広いバンドギャップは、固体物理学において材料が高電圧下でどのように振る舞うかを決定する重要な特性です。より高いパワーを小型で軽量な形状で実現可能であり、デュアルインターフェース機能により、より高いパワーデンシティを処理可能な装置のさらなる小型化が可能です。SiCはシリコンよりも低い抵抗で動作し、伝導損失とスイッチング損失を低減できる可能性があります。さらに、高速スイッチをサポートする速い素材でもあり、電力変換をより効果的に行うことができます。この結果、SiC技術は、従来のサイズ効率比に対して未曽有のピーク・トゥ・アベレージ出力を備えた新しいレベルの電力と回路性能の扉を開きます。

SiCモジュール 多様な応用

現在,自動車産業を超えたアプリケーションのためのSiCモジュールを統合しています. これらの質問には,太陽光インバーターの性能を SiC技術が改善し,重量を大幅に削減した航空宇宙システムのための高性能電子機器をサポートし,これまで以上に効率的でエネルギーに依存しない産業用モーター駆動装置を推進する方法に関する質問も伴いました. 幸いにも医療機器でさえ 信頼性の高い SiC MTTE (平均寿命) 改善と組み合わせて 小型の形状の要因から恩恵を受けることができ 患者の治療結果も改善できます SiCモジュールの多用性は 様々な産業/アプリケーションを 破壊する能力の鍵かもしれません

シーシーベースの電力システムにおける次世代イノベーション

Darkhouse Researchは、SiC（炭化ケイ素）ベースの電力電子技術の可能性についても同様に前向きな見解を示している[120]。統合パワーモジュールによる単一パッケージ内の複数機能や、より高いバンドギャップ材料（例えば、SiC基板上の窒化ガリウム）の進歩が、これまでにない新しいシステムの実現に寄与している。さらに、製造工程での二酸化炭素効率の向上と、国全体でのコスト削減により、すべてのセクターにおけるシリコンカーバイド技術の価格低下が期待されており、複数の産業が同時にこの恩恵を受けるだろう。

SiCモジュールは、効率、持続可能性、全体的な技術のパワーを向上させることで、電気設計のパフォーマンスを高めます。この種の問題から人々の生活がより安全になる世界へと向かっているのは良いことです。なぜなら、これからの時代は、私たちの日常生活でより環境に優しくエネルギーを節約する方法が広がるからです。SiCベースの電力電子システムの革命：未来のエネルギーマネジメントに関する概要 (2020年6月)