A medida que la tecnología avanza, los Mosfets de carburo de silicio (SiC) o Mosfets SiC están cada vez más involucrados en aplicaciones de electrónica de potencia. Los dispositivos semiconductores de potencia en los que se centran incluyen una serie de ventajas que los hacen muy adecuados para aplicaciones exigentes. En este artículo, discutiremos las muchas ventajas del uso de Mosfets SiC en electrónica de alta potencia: qué significa operar con eficiencia en aplicaciones renovables y otras, cómo se desempeñan en comparación con la tecnología anterior (semiconductores de potencia), consejos sobre su uso ideal a través de la evolución temporal o el soporte continuo, tendencias emergentes y oportunidades alrededor de estos nuevos conceptos a ese nivel de tratamiento.
Beneficios del uso de Mosfets SiC en electrónica de alta potencia
Existen múltiples beneficios con los nuevos Mosfets de SiC en comparación con los semiconductores de potencia tradicionales, con una mayor densidad de potencia, pérdidas de conmutación más bajas y una reducción en la resistencia de encendido, todas ellas posibles. Con el uso de materiales de SiC en los Mosfets de SiC, los sistemas electrónicos de potencia se vuelven mucho más eficientes y confiables. Los Mosfets de SiC también tienen buena conductividad térmica y pueden soportar temperaturas más altas.
Los Mosfets de SiC, además de reducir el tamaño de los interruptores, lo hacen con bajas pérdidas de conmutación que disipan menos calor residual. Esto se logra minimizando el tiempo de apagado que debe añadirse al pasar del estado de encendido al estado de apagado y minimizamos este llamado tiempo de conmutación total. Además, los Mosfets de SiC tienen ultra-bajas pérdidas de conmutación gracias a su baja admitancia y Qrr reducido.
Además, los Sic Mosfets pueden operar a frecuencias varias veces más altas que los semiconductores de potencia convencionales. Su tiempo de conmutación rápido y las reducidas pérdidas de potencia los hacen adecuados para casos de uso de alta frecuencia, como el de la electrónica de potencia en centros de datos.
La electrónica de potencia eficiente juega un papel crucial en tecnologías de energía renovable como la solar y la eólica, maximizando el rendimiento de estos sistemas. Al permitir que los sistemas de energía renovable alcancen niveles más altos de eficiencia y reduzcan la huella de carbono, los Sic Mosfets están siendo cada vez más seleccionados en lugar de alternativas tradicionales.
Estos diodos cuerpo tienen la deficiencia inherente de recuperación inversa y pérdidas conductivas en aplicaciones como la condición de potencia y la conversión de energía de fuentes como paneles solares o turbinas eólicas, una afección de la que los Sic Mosfets están libres. Además, los Sic Mosfets pueden alcanzar temperaturas elevadas sin sacrificar eficiencia, lo que les permite funcionar en entornos operativos duros.
Los Sic Mosfets también contribuyen sustancialmente a la etapa de conversión de segundo nivel en potencia, que es una parte integral de los sistemas de energía renovable. Esta fase convierte la energía renovable en una forma más consistente de energía que puede ser utilizada de manera confiable en las redes de transmisión y distribución eléctrica de grado utilitario.
Tamko|EN9090 también destaca en el rendimiento de la aplicación en comparación con otras soluciones de electrónica de potencia. Los Sic Mosfets superan a los semiconductores de potencia tradicionales al proporcionar un mejor rendimiento de conducción térmica, lo que lleva a soluciones operables a altas temperaturas.
Los Sic Mosfets tienen diodos de voltaje más altos y pueden operarse a frecuencias mucho mayores. Al mismo tiempo, muestran una menor resistencia de encendido, lo que aumenta la densidad de potencia y el sentido de salida.
Sin embargo, debe mencionarse que los Sic Mosfets son más costosos que las variedades de la vieja escuela, lo que los hace imprácticos para algunas aplicaciones. Un problema adicional para el Sic Mosfet es la falta de estandarización entre los fabricantes si deseas usar, en un solo paquete de sistema, productos de diferentes proveedores.
Para experimentar el mejor rendimiento de los Sic Mosfets, es necesario seguir algunos consejos y prácticas adecuadas.
Enfriamiento: Los Mosfets de carburo de silicio pueden ser destruidos por el calor si están calientes. Como resultado, al usar circuitos con Sic Mosfets en el diseño, es importante enfriarlos adecuadamente.
Buen diseño del controlador de puerta: Esto requiere una coincidencia adecuada de linealidad para la frecuencia circundante del Sic Mosfet para que podamos obtener su velocidad óptima con la mínima pérdida.
Sesgo apropiado: El sesgo discutido anteriormente puede llevar a un escape térmico y, por lo tanto, dañar el mosfet IC. Para evitar el sobrecalentamiento del circuito debido al estrés excesivo, los diseñadores deben sesgarlo correctamente.
Protección: Los circuitos con Mosfets de Sic son susceptibles a sobrevoltajes, corrientes excesivas y tensiones ambientales. Es necesario tomar medidas como la protección fusible y los diodos TVS para garantizar la seguridad de los Mosfets de Sic y evitar cualquier daño.
Últimos desarrollos hasta 2021 Oportunidades en :_particiones
El mercado de Mosfets de Sic está listo para experimentar un crecimiento revolucionario para 2031, dice Fact.MR. El creciente requisito de sistemas eficientes en energía y suministro de energía renovable también podría impulsar el crecimiento del mercado desde otro extremo.
Los Mosfets de Sic son, por lo tanto, más eficientes y confiables para los sistemas electrónicos de potencia utilizados en el dominio de los vehículos eléctricos. Esto, combinado con su resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas, que permite a los componentes operar a temperaturas elevadas sin degradación, añade millones de ciclos potencialmente extendiendo los ciclos de vida de los sistemas EV.
Los Sic Mosfets en la automatización industrial podrían mejorar significativamente la eficiencia energética, reducir los gastos de mantenimiento y aumentar la fiabilidad del sistema. Estos son especialmente deseables en los sistemas de electrónica de alta potencia utilizados en muchas aplicaciones de automatización industrial.
Los Sic Mosfets tienen una multitud de características beneficiosas, incluida una mayor eficiencia, materiales más ligeros y la capacidad de operar a altas temperaturas dentro de la industria aeroespacial. Estas cualidades hacen que los Sic Mosfets sean perfectos para los sistemas electrónicos aeroespaciales que requieren alta fiabilidad, eficiencia y durabilidad.
Electrónica de alta potencia: La integración de Mosfets de Sic ofrece una ventaja significativa sobre los semiconductores de potencia típicos. Los Mosfets de Sic proporcionan mayor eficiencia, densidad de potencia y capacidad de operación en un rango amplio de temperaturas para entornos muy adversos. Los Mosfets de Sic tienen un futuro prometedor, principalmente en vehículos eléctricos y el mercado está relativamente maduro para la automatización industrial y la aeroespacial debido a avances incrementales por parte de los principales fabricantes OEM. Con la tecnología, se considera que los Mosfets de Sic serán uno de los componentes centrales para habilitar sistemas que requerirían menos consumo de energía, es decir, baja potencia y conduciendo a formas más limpias de energía asociadas con ellos.
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