Полное руководство по модулям SiC и их роли в силовой электронике

Модули на основе SiC (карбида кремния) готовы серьезно изменить некоторые рынки, в частности системы электрооборудования автомобилей или хранение возобновляемой энергии, которые являются основными кандидатами. Эти предполагаемые суперметаллические полупроводники предлагают "прорыв в эффективности использования мощности" и являются ключевыми для развития устойчивой энергетики и технологий новой мобильности. Ранние версии этой статьи описывали уникальные свойства технологии SiC, но для полного понимания того, что они могут предложить в контексте всего остального, что питает наши линии, необходим более глубокий анализ.

Готовьтесь к прорыву в эффективности использования мощности

Модули на основе SiC являются важным шагом вперед в области силовой электроники. Компоненты на основе кремния стали де-факто стандартом в электронных системах и использовались многие годы. Эти приложения были классической областью применения транзисторов на основе кремния, но их плохая теплопроводность накладывала ограничение на верхний предел. На противоположном конце спектра доля, связанная с материалом SiC, снижает потери настолько, что они составляют всего 25 процентов по сравнению с их кремниевыми аналогами, поскольку эти компоненты могут безопасно работать при повышенных температурах и более высоких частотах. Высокоэнергетическое решение эффективно позволяет пользователям повышать уровень эффективности системы, что в конечном итоге уменьшит необходимость охлаждения в системах и позволит достичь максимальной эффективности возможной для этого класса-E РЧУ. Использование технологии SiC в качестве основы для достижения этих экологических целей.

Новости: В области транспорта, ВАУ - SiC это то, что нужно

Кроме того, быстрое внедрение более экологичного транспорта также обусловлено модулями на основе SiC. Инверторы и контроллеры на основе SiC стали настоящим прорывом для электромобилей (EV), так как эта технология считается ключевой в снижении зависимости устойчивости EV от редких материалов. К ним относятся модули быстрой зарядки, увеличенный пробег на киловатт-час энергии отдельных ячеек и меньший вес всей батарейной системы при сохранении высокой эффективности с использованием минимального количества или без использования редких материалов.

Наука о модулях SiC: Начало

Эта сорокоградная технология будет переходить к моделям переключения на основе материала SiC. Широкий запрещенный зонд карбида кремния — ключевое свойство в твердотельной физике, которое определяет, как хорошо материал будет себя вести под высокими напряжениями до истощения. Большая мощность при меньших размерах и весе. Благодаря двойной интерфейсной способности, дальнейшее миниатюризирование устройств, способных обрабатывать более высокие плотности мощности, становится возможным. Карбид кремния работает с меньшим сопротивлением, чем кремний, что может снизить как потери на проводимость, так и потери при переключении; при этом это быстрый материал, который может поддерживать высокоскоростные переключатели для более эффективного преобразования энергии. В этой связи технология SiC открывает двери к новым уровням производительности мощности и цепей с беспрецедентным соотношением пикового выхода к среднему по сравнению с показателями размера-эффективности.

Модуль SiC Множество применений

В настоящее время ведется интеграция модулей на основе SiC для приложений, выходящих за рамки автомобильной промышленности. Вместе с этим поступают запросы, связанные с тем, как технология SiC улучшает производительность солнечных инверторов, обеспечивает высокопроизводительную электронику для авиакосмических систем с значительно меньшим весом и способствует развитию более эффективных промышленных двигателей — менее зависимых от энергии, чем когда-либо. К счастью, даже медицинское оборудование может извлечь выгоду из компактного размера, сочетая надежные улучшения MTTE (среднее время ожидаемой службы системы) на основе SiC, что приводит к лучшим результатам лечения пациентов. Versatility модулей SiC может стать ключом к их способности изменить столь многие различные отрасли / приложения.

Инновации следующего поколения в области силовых систем на основе SiC

Исследования компании Darkhouse также положительно оценивают потенциал силуминовых силовой электроники [120]. Комбинированные функции в одном корпусе, такие как с интегрированными силовыми модулями и достижения в области материалов с более высоким запрещенным帶ом (например, нитрид галлия на субстрате из карбида кремния), способствуют созданию новых систем, которые будут работать как никогда раньше. Кроме того, производство становится более углеродно-эффективным, что также ожидается приведет к снижению цен на технологию карбида кремния во всех секторах, охватывая множество отраслей одновременно.

Модули на основе SiC улучшат показатели электрического проектирования, так как они повышают эффективность, устойчивость и общую мощность технологий. Радует, что мы движемся к миру, где жизнь людей станет безопаснее благодаря этим вещам, потому что теперь, после всего этого, возможности для создания более экологичных и энергосберегающих решений в нашей повседневной жизни стали значительно шире. Революция систем силовой электроники на основе SiC: обзор будущего управления энергией (от июня 2020 года).