Ενισχύοντας την επόμενη γενιά: Η συνέργεια των SiC MOSFET, SBD και Gate-Drivers Ελλάδα

Σε όλο το τοπίο των ηλεκτρονικών ισχύος, συμβαίνει μια μικρή αλλαγή κάτω από το ραντάρ ως απάντηση σε τρεις βασικές τεχνολογικές προόδους: MOSFET καρβιδίου πυριτίου (SiC), διόδους φραγμού Schottky (SBD) και πολύ εξελιγμένα κυκλώματα πύλης-οδηγού. Έχει τη δυνατότητα να γίνει μια νέα πρωταθλήτρια συμμαχία, φέρνοντας επανάσταση στην αποτελεσματικότητα, την αξιοπιστία και τη βιωσιμότητα, όπως την ξέρουμε σε μια λεωφόρο μετατροπής ισχύος. Στο επίκεντρο αυτής της αλλαγής βρίσκεται η συνεργασία μεταξύ αυτών των τμημάτων, που συνεργάστηκαν για να οδηγήσουν τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας σε μια ολοκαίνουργια ενεργειακή εποχή. 

SiC MOSFET και SBD για τα μελλοντικά ηλεκτρονικά ισχύος

Λόγω αυτών των εξαιρετικών ιδιοτήτων, όπως η υψηλή θερμική αγωγιμότητα, οι χαμηλές απώλειες μεταγωγής και η λειτουργία σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες και τάσεις από το παραδοσιακό υλικό με βάση το πυρίτιο, έχει γίνει το θεμέλιο για μια επανάσταση στα σύγχρονα ηλεκτρονικά ισχύος. Συγκεκριμένα, τα SiC MOSFET επιτρέπουν υψηλότερες συχνότητες μεταγωγής με αποτέλεσμα σημαντικά μειωμένες απώλειες αγωγιμότητας και μεταγωγής σε σύγκριση με μια εναλλακτική που χρησιμοποιεί πυρίτιο. Σε συνδυασμό με τα SiC SBD, τα οποία προσφέρουν άνευ προηγουμένου εξαιρετικά χαμηλές πτώσεις τάσης προς τα εμπρός και σχεδόν μηδενικές απώλειες ανάστροφης ανάκτησης, αυτές οι συσκευές εγκαινιάζουν μια νέα εποχή εφαρμογών - από κέντρα δεδομένων έως ηλεκτρικά αεροσκάφη. Θέτουν νέα πρότυπα για τη βιομηχανία προκαλώντας δοκιμασμένα, δοκιμασμένα και αληθινά όρια απόδοσης, επιτρέποντας μικρότερα / ελαφρύτερα συστήματα ισχύος υψηλότερης απόδοσης. 

Ο καλύτερος συνδυασμός συσκευών SiC και σύγχρονων οδηγών πύλης

Η προηγμένη οδήγηση με πύλη διευκολύνει σημαντικά την πλήρη εκμετάλλευση των δυνατοτήτων των SiC MOSFET και SBD. Το ίδιο το SiC θα ήταν κατάλληλο, και αυτοί οι αξιολογητές απαιτούν με την ταχύτητα λειτουργίας για τις καλύτερες συνθήκες μεταγωγής που παρέχονται για τη χρήση συσκευών LS-SiC. Κάνουν το EMI πολύ χαμηλότερο, μειώνοντας το κουδούνισμα της πύλης και ελέγχοντας πολύ καλύτερα τους χρόνους ανόδου/πτώσης. Επιπλέον, αυτά τα προγράμματα οδήγησης περιλαμβάνουν συνήθως λειτουργίες προστασίας για στιβαρότητα υπερέντασης (OC), OC και βραχυκυκλώματος ασφαλούς περιοχής λειτουργίας (SCSOA), αλλά και έναντι βλαβών τάσης όπως κλείδωμα χαμηλής τάσης (UVLO), για την προστασία των συσκευών SiC σε περίπτωση ανεπιθύμητου εκδηλώσεις. Αυτή η αρμονική ενσωμάτωση εξασφαλίζει όχι μόνο βελτιστοποιημένη απόδοση του συστήματος αλλά και μεγάλη διάρκεια ζωής των συσκευών SiC. 

Ενότητες ισχύος επόμενης γενιάς: Εξοικονόμηση ενέργειας και μειωμένο αποτύπωμα άνθρακα

Ο κύριος μοχλός για τη χρήση μονάδων ισχύος που βασίζονται σε SiC είναι η δυνατότητα μεγάλης εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα. Δεδομένου ότι οι συσκευές SiC μπορούν να λειτουργήσουν με υψηλότερη απόδοση, συμβάλλουν στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και της παραγωγής σπατάλης θερμότητας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τεράστιες μειώσεις στους λογαριασμούς ενέργειας και τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε μεγάλης κλίμακας βιομηχανικά συστήματα καθώς και σε συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού είναι η εκτεταμένη απόσταση οδήγησης που μπορεί να επιτευχθεί με μία μόνο φόρτιση με ηλεκτρικά οχήματα (EV) που χρησιμοποιούν τεχνολογία SiC, και η αυξημένη απόδοση ισχύος και οι μειωμένες απαιτήσεις ψύξης για ηλιακούς μετατροπείς. Αυτό καθιστά τα εμπλεκόμενα συστήματα SiC απαραίτητα για την παγκόσμια μετάβαση προς ένα καθαρότερο βιώσιμο μέλλον. 

SiC σε συνεργασία: Αποκτώντας περισσότερη αξιοπιστία από το σύστημα

Οποιαδήποτε εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος απαιτεί υψηλή αξιοπιστία και ο συνδυασμός SiC MOSFET, SBD με προηγμένους οδηγούς πύλης βοηθάει σε μεγάλο βαθμό σε περίπτωση αξιοπιστίας. Η εγγενής στιβαρότητα του SiC έναντι θερμικής και ηλεκτρικής καταπόνησης εγγυάται ομοιομορφία απόδοσης ακόμη και στις πιο ακραίες περιπτώσεις χρήσης. Επιπλέον, οι συσκευές SiC επιτρέπουν μειωμένο θερμικό κύκλο και χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας, μειώνοντας την επίδραση της θερμοκρασίας σε άλλα εξαρτήματα του συστήματος, γεγονός που θα αυξήσει τη συνολική αξιοπιστία. Επιπλέον, αυτή η στιβαρότητα ενισχύεται όταν εξετάζονται οι μηχανισμοί άμυνας που είναι ενσωματωμένοι σε σύγχρονους οδηγούς πύλης ως μέσο ολοκληρωμένης μηχανικής αξιοπιστίας. Και με πλήρη ανοσία σε κραδασμούς, κραδασμούς και αλλαγές θερμοκρασίας, τα συστήματα που βασίζονται στο SiC μπορούν να λειτουργούν σε σκληρά περιβάλλοντα για χρόνια κάθε φορά - πράγμα που σημαίνει επίσης ότι τα πολύ μεγαλύτερα διαστήματα συντήρησης σε σύγκριση με το πυρίτιο θα μεταφραστούν σε λιγότερο χρόνο διακοπής λειτουργίας. 

Γιατί το SiC είναι κλειδί για τα ηλεκτρικά οχήματα και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Κορυφαία στα καύσιμα φόρτισης SiC είναι τα EV και τα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και οι δύο τομείς που είναι ώριμοι για απρόσμενη επέκταση. Οι μονάδες ισχύος SiC επιτρέπουν στα EV να φορτίζουν γρηγορότερα, να οδηγούν περαιτέρω και πιο αποτελεσματικά, συμβάλλοντας έτσι στην υιοθέτηση της ηλεκτρικής κινητικότητας στη μαζική αγορά. Η τεχνολογία SiC βοηθά στη βελτίωση της δυναμικής του οχήματος και στην αύξηση του χώρου των επιβατών, μειώνοντας το μέγεθος και το βάρος των ηλεκτρονικών ισχύος. Οι συσκευές SiC διαδραματίζουν επίσης κεντρικό ρόλο στον τομέα της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές μέσω της παροχής βελτιωμένης απόδοσης σε ηλιακούς μετατροπείς, μετατροπείς ανεμογεννητριών και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Αυτά τα ηλεκτρονικά ισχύος μπορούν να επιτρέψουν την ενοποίηση του δικτύου και να βελτιστοποιήσουν την παροχή ανανεώσιμων πηγών σταθεροποιώντας τη συχνότητα και την απόκριση τάσης του συστήματος (λόγω της ικανότητάς τους να χειρίζονται υψηλότερες τάσεις, ρεύματα με μικρότερες απώλειες), συμβάλλοντας έτσι σημαντικά σε ένα καλύτερο μείγμα διπλού οφέλους. 

Συνοψίζοντας, αυτό το πακέτο SiC MOSFET + SBD με τα προηγμένα προγράμματα οδήγησης πύλης είναι ένα από τα παραδείγματα που δείχνουν απλώς πώς οι συνέργειες μπορούν να αλλάξουν μια ολόκληρη άποψη για πολλά πράγματα! Αυτή η τριάδα με απεριόριστο τεχνολογικό πλεονέκτημα απόδοσης, προσιτά επίπεδα αξιοπιστίας και βαθιά πλούσια πράσινη επιστημονική βιωσιμότητα δεν εμπνέουν μόνο το μελλοντικό κύμα στα ηλεκτρονικά ισχύος, αλλά επίσης μας ωθεί στον πιο ενεργειακά αποδοτικό καθαρό κόσμο μας. Καθώς αυτές οι τεχνολογίες αναπτύσσονται περαιτέρω μέσω δραστηριοτήτων έρευνας και ανάπτυξης, βρισκόμαστε στα πρόθυρα μιας νέας εποχής SiC.