La electrónica de potencia siempre busca tecnologías más eficientes y, créanme, este mundo de sistemas de energía nunca tiene suficiente. Un MOSFET de SiC BIC de 1200 voltios ha abierto lo que podría decirse que es el desarrollo más revolucionario en electrónica de potencia. Existen muchos contraejemplos de este tipo. Las ventajas de estos nuevos MOSFET de SiC en comparación con los interruptores convencionales basados en IGBT/MOS basados en silicio (Si) incluyen clasificaciones de voltaje más altas; conmutación más rápida y menores pérdidas de conmutación.
Como ya se mencionó, el principal beneficio de los MOSFET de SiC de 1200 V frente al silicio (Si) tradicional es su capacidad de mayor voltaje. Estos nuevos MOSFET pueden manejar voltajes de hasta 1200 V, que es mucho más alto que el límite convencional de aproximadamente 600 V para los MOSFET de silicio, etc. llamados dispositivos de superunión. Esta es una característica relevante para aplicaciones de alto voltaje como vehículos eléctricos, sistemas de energía renovable y fuentes de alimentación industriales.
Los MOSFET de SiC de 1200 V tienen capacidades de voltaje más altas y velocidades de conmutación más rápidas. Esto les permite encenderse y apagarse mucho más rápido, lo que equivale a una mayor eficiencia y menores pérdidas de energía. Además, los MOSFET de SiC tienen una menor resistencia que los FET de potencia basados en silicio, lo que también ayuda a reducir la eficiencia de la conversión CC/CA.
Los MOSFET de SiC de 1200 V ofrecen un voltaje más alto y velocidades de conmutación más rápidas, lo que los hace ideales para la mayoría de las aplicaciones. Los MOSFET de SiC se pueden utilizar en vehículos eléctricos para mejorar la eficiencia y el rendimiento de la electrónica de potencia para aplicaciones impulsadas por motores. La velocidad de conmutación de los MOSFET de SiC es más rápida y también pueden encontrar aplicación en variadores de motores industriales y fuentes de alimentación donde el calor excesivo del inversor de medio puente puede ser un desafío.
Un segmento en el que los MOSFET de SiC están encontrando su camino es el de los sistemas de energía renovable. Por ejemplo, los MOSFET de SiC en sistemas de energía solar tienen el potencial de permitir una mayor densidad de potencia y una vida útil más larga para los inversores que convierten la energía CC de los paneles solares en una red CA. Debido a las capacidades de mayor voltaje de los MOSFET de SiC, son ideales para esta aplicación porque los paneles solares generan altos voltajes y los MOSFET de silicio tradicionales luchan con eso.
Ventajas de los MOSFET de SiC de 1200 V para uso en entornos de alta temperatura
Sobre todo, los MOSFET de SiC también pueden funcionar a altas temperaturas. Los MOSFET de silicio, por otro lado, son en gran medida ineficientes a altas temperaturas y pueden sobrecalentarse hasta dejar de funcionar. A diferencia de los MOSFET de silicio, los MOSFET de SiC pueden funcionar hasta 175 °C, que es una temperatura superior a la temperatura máxima para la clase de aislamiento de potencia de motor más utilizada.
Esta alta capacidad térmica podría suponer un cambio de paradigma en los casos de uso industriales. Por ejemplo, los MOSFET de SiC se pueden emplear para ajustar la velocidad y el par de un motor en variadores de motor. En un entorno de alta temperatura en el que funciona el motor, los MOSFET de SiC pueden ser más eficientes y confiables que los MOSFET tradicionales basados en silicio.
Los sistemas de energía renovable son un área particularmente grande y en crecimiento debido al impacto de los MOSFET de SiC de 1200 V. El mundo está cada vez más interesado en las fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, y esto ha aumentado la necesidad de lograr una electrónica de potencia buena y eficiente.
El uso de MOSFET de SiC también puede resolver muchos problemas comerciales habituales con los sistemas de energía renovable. Por ejemplo, se pueden utilizar en el inversor para convertir la energía CC de los paneles solares en energía CA para la red. Los MOSFET de SiC hacen que la conversión sea más ventajosa, lo que significa que el inversor puede funcionar con una mayor eficiencia y menos pérdida de energía.
Los MOSFET de SiC también pueden ayudar a abordar algunos otros problemas asociados con la integración en la red de sistemas de energía renovable. Por ejemplo, si se crea un gran aumento gracias a la energía solar o eólica que desmodifica digitalmente cuánto puede cargar la red. Inversores conectados a la red: Los MOSFET de SiC utilizados en los inversores conectados a la red permiten el control activo de la potencia reactiva, lo que contribuye a la estabilización de la red y a un suministro confiable de energía.
Libere el poder de los MOSFET de SiC de 1200 V en la electrónica moderna
Los MOSFET se basan en el carburo de silicio y sus propiedades de banda prohibida amplia para funcionar a temperaturas, frecuencias y voltajes mucho más altos que sus predecesores de silicio más simples. Esta clasificación de 1200 V es particularmente importante para aplicaciones de conversión de alta potencia como vehículos eléctricos (EV), inversores fotovoltaicos y motores industriales. Los MOSFET de SiC reducen las pérdidas por conmutación y por conducción, lo que permite un nuevo ámbito de eficiencia que a su vez permite sistemas de refrigeración más pequeños y un menor consumo de energía, al tiempo que proporciona ahorros de costes con el tiempo.
Los sistemas de energía renovable basados en energía solar fotovoltaica y turbinas eólicas integrados en la red son sensibles a los cambios de voltaje, frecuencia de corriente, etc., y también requieren componentes que puedan soportar la baja eficiencia inherente a las fluctuaciones de la potencia de entrada. Los MOSFET de SiC de 1200 V logran esto al contar con frecuencias de conmutación más rápidas, lo que brinda un mejor control de la conversión de energía. Lo que no solo se traduce en una mayor eficiencia general del sistema, sino también en una mayor estabilidad de la red y capacidades de integración, desempeñando un papel importante en la promoción de un panorama de despliegue energético más ecológico y sostenible.
Mayor alcance y carga más rápida gracias a la tecnología SiC MOSFET de 1200 V [inglés] init (1)
Esas son las palabras mágicas en la industria de los vehículos eléctricos (EV), donde las marcas propias y el diseño de vanguardia existen principalmente para alimentar una alta prioridad de lograr autonomías más largas que las de sus rivales, así como tiempos de carga más rápidos. Los MOSFET de SiC de 1200 V de Cree ahorran espacio y peso en los sistemas de propulsión de vehículos eléctricos cuando se instalan en cargadores y sistemas de propulsión a bordo. Su funcionamiento a mayor temperatura reduce los requisitos de refrigeración, lo que abre espacio y peso para más baterías o mejora el diseño del vehículo. Además, la mayor eficiencia facilita la ampliación del alcance y tiempos de carga más rápidos, dos factores clave en la adopción de vehículos eléctricos por parte de los consumidores que acelerarán su proliferación global.
Resolviendo el desafío de las altas temperaturas en sistemas más pequeños y confiables
La gestión térmica y las limitaciones de espacio son verdaderos obstáculos en muchos sistemas electrónicos de alto rendimiento. Dado que el MOSFET de SiC de 1200 V es tan resistente a temperaturas más altas, esto significa que los sistemas de refrigeración también se pueden reducir en tamaño y embalaje y sin pérdida de confiabilidad. Los MOSFET de SiC desempeñan un papel fundamental en industrias como la aeroespacial, la exploración de petróleo y gas y la maquinaria pesada, donde las condiciones operativas son exigentes y el espacio es limitado para espacios más pequeños o menos peso, lo que ofrece resiliencia en entornos hostiles, lo que reduce los esfuerzos de mantenimiento.
Amplios usos de los MOSFET de carburo de silicio a 1200 V
Pero las aplicaciones de los MOSFET de SiC de 1200 V van mucho más allá de la energía renovable y la movilidad eléctrica. Se utilizan en el desarrollo de convertidores CC/CC de alta frecuencia para centros de datos y equipos de telecomunicaciones para proporcionar eficiencia energética, densidad de potencia, etc. Ayudan a miniaturizar sistemas de imágenes y herramientas quirúrgicas en dispositivos médicos. La tecnología SiC está alimentando cargadores y adaptadores en productos electrónicos de consumo, lo que da como resultado dispositivos más pequeños, más fríos y más eficientes. Con investigación y desarrollo continuos, las aplicaciones de estos materiales avanzados deberían parecer prácticamente ilimitadas.
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En resumen, la aparición de MOSFET de SiC de 1200 V cambia las reglas del juego en la electrónica de potencia y conduce a una eficacia, confiabilidad y un sistema miniaturizado sin precedentes. Sus aplicaciones están muy extendidas y van desde la revolución de la energía verde hasta la industria automotriz y los avances tecnológicos de vanguardia, por ejemplo. Esto es un buen augurio para un futuro de la tecnología MOSFET de carburo de silicio (SiC) que seguirá traspasando fronteras y su uso será verdaderamente transformador mientras miramos el mundo dentro de 50 años desde aquí.
