راهنمای جامع ماژول‌های SiC و نقش آنها در الکترونیک قدرت

ماژول‌های SiC (کربن سیلیکون) آماده اند تا باعث شکست وسیعی در برخی از بازارها شوند، سیستم‌های برق خودرو یا انرژی تجدیدپذیر نگهداری شده به عنوان نامزدهای منتخب مطرح هستند. این نیمه رساناهای فلزی فوق العاده مدعی ارائه یک "نقطه کلیدی در کارایی برق" هستند و برای پیشرفت انرژی پایدار و همچنین فناوری‌های جدید حمل و نقل ضروری هستند. نسخه‌های قبلی این مقاله به توضیح ویژگی‌های منحصر به فرد فناوری SiC پرداخته است، اما اگر کسی واقعاً تمایل به درک آنچه که آنها در ارتباط با سایر چیزهایی که خطوط ما را تغذیه می‌کنند ارائه خواهند داد، نیاز به بررسی عمیق‌تری دارد.

آماده شوید برای یک شکست در کارایی برق

ماژول‌های SiC یک قدم بزرگ در جهت پیشرفت الکترونیک قدرت هستند. مولفه‌های مبتنی بر سیلیکون به طور استاندارد در سیستم‌های الکترونیکی استفاده شده و برای سال‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این کاربردها حوزه کلاسیک ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون بوده است، اما رسانایی حرارتی ضعیف آن‌ها حد بالایی برای عملکرد تعیین کرده است. در ناحیه مقابل، بخش مربوط به مواد SiC از دست دادهای انرژی را به میزان زیادی کاهش می‌دهد به طوری که فقط ۲۵ درصد از دست دادهای معادل‌های سیلیکونی خود را دارا هستند، زیرا این بخش‌ها قادرند با اطمینان بیشتری در دمای بالا و فرکانس‌های بالاتر عمل کنند. یک راه‌حل با چگالی قدرت بالا که به کاربران اجازه می‌دهد سطح بالاتری از کارایی سیستم را دستیابی کنند، در نهایت نیاز به سیستم‌های سرمایشی را کاهش می‌دهد و به آن‌ها اجازه می‌دهد کارایی حداکثر ممکن را با این کلاس RFPA-کلاس E دستیابی کنند. استفاده از فناوری SiC به عنوان پایه‌ای برای دستیابی به این اهداف محیط زیستی است.

اخبار: از حمل و نقل، وای - SiC راه حل مناسب است

علاوه بر این، پیشرفت سریع در استفاده از حمل و نقل با مدیریت سبز توسط ماژول‌های SiC نیز به گونه‌ای تشویق می‌شود. وارون‌سازها و کنترلرهای SiC برای خودروهای الکتریکی (EVs) یک بارکت کامل بوده است، زیرا این فناوری به عنوان عامل کلیدی در کاهش عدم پایداری EVها شناخته می‌شود. این موارد شامل ماژول‌های با شارژ سریع‌تر، گسترش دامنه سفر در هر کیلووات ساعت انرژی جرم سلول‌های آن‌ها و کاهش وزن در یک سیستم کامل باتری - همچنان با بسیار کارایی بالا با استفاده از کم یا بدون مواد نادر- می‌باشد.

علم در ماژول‌های SiC: شروع

این جادوگری به سمت مدل‌های جابجایی ماده SiC (کربن سیلیکون) خواهد رفت. باند گپ گسترده کربن سیلیکون - ویژگی حیاتی در فیزیک حالت جامد که تعیین می‌کند ماده چقدر به خوبی تحت ولتاژهای بالا عمل خواهد کرد پیش از اینکه خالی شود. توان بالاتر با اندازه و وزن کوچک‌تر؛ با توانایی واسط دوگانه، کاهش بیشتر اندازه دستگاه‌هایی که قادر به مدیریت تراکم توان بالاتر هستند، امکان‌پذیر است. کربن سیلیکون با مقاومت کمتری نسبت به سیلیکون کار می‌کند که می‌تواند هم زیان رسانش و هم زیان جابجایی را کاهش دهد؛ در حالی که این ماده سریعی است که می‌تواند سوئیچ‌های سریع را برای کارآمدسازی تبدیل توان پشتیبانی کند. به این منظور، فناوری کربن سیلیکون دربی به سطوح جدیدی از عملکرد توان و مدار با نسبت بی‌نظیر خروجی قله‌ای به میانگین نسبت به نسبت اندازه-کارایی باز می‌کند.

ماژول SiC کاربردهای فراوان

در حال حاضر در حال ادغام ماژول‌های SiC برای کاربردهایی است که فراتر از صنعت خودرو می‌گنجد. این موضوعات همراه با پرسش‌هایی بوده است که مرتبط با روش‌هایی است که فناوری SiC عملکرد واردهای خورشیدی را بهبود می‌بخشد، الکترونیک‌های با عملکرد بالا را برای سیستم‌های فضایی با وزن بسیار کاهش یافته پشتیبانی می‌کند و محرکان صنعتی را که کارآمدتر و کمتر وابسته به انرژی از همیشه هستند، به جلو می‌اندازد. به خوشحالی، حتی تجهیزات پزشکی نیز می‌توانند از فاکتور شکل کوچک همراه با قابلیت اطمینان بالا و بهبود MTTE (میانگین زمان تا زندگی سیستم منتظره) SiC بهره‌مند شوند و به نتایج بهتر بیمار کمک کند. انعطاف‌پذیری ماژول‌های SiC ممکن است کلید توانایی آنها در اختلال دادن به صنایع مختلف و کاربردها باشد.

نوآوری‌های نسل بعدی در سیستم‌های توان مبتنی بر SiC

تحقیقات Darkhouse نیز به طور مثبت دربارهٔ پتانسیل الکترونیک قدرت مبتنی بر SiC [120] گزارش داده است. ترکیب توابع در یک بسته واحد، مانند ماژول‌های قدرت یکپارچه و پیشرفت در مواد با فاصله باند بالاتر (مثلاً نیترید گالیوم روی زیربنای کربن سیلیکون) به سیستم‌های جدیدی کمک می‌کند که مانند هیچ سیستم قبلی عمل خواهند کرد. علاوه بر این، ساخت تجهیزات کارآمدتر از لحاظ استفاده از کربن و کاهش هزینه‌ها در صنعت فناوری کربن سیلیکون در تمام بخش‌ها و صنایع مختلف منتظر شده است.

ماژول‌های SiC عملکرد طراحی برق را افزایش می‌دهند زیرا کارایی، پایداری و قدرت فناوری را بهبود می‌بخشند. خوب است که ببینیم جهان ما به سوی یک جهان حرکت می‌کند که زندگی مردم از این نوع چیزها امن‌تر خواهد بود، زیرا حالا، پس از همه این‌ها، راه برای سبز‌تر شدن و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در زندگی روزمره ما بسیار گسترده است. انقلاب سیستم‌های الکترونیک قدرت مبتنی بر SiC: دیدی به مدیریت انرژی آینده (در ژوئن 2020)