जैसे-जैसे तकनीक आगे बढ़ रही है, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) मोसफेट या सिक मोसफेट उच्च-शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में तेजी से शामिल हो रहे हैं। पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस जिन पर ये केंद्रित हैं, उनमें कई फायदे शामिल हैं जो उन्हें मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इस लेख में, हम उच्च शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सिक मोसफेट का उपयोग करने के कई लाभों पर चर्चा करेंगे: नवीकरणीय और अन्य अनुप्रयोगों में दक्षता से संचालन करने का क्या मतलब है, पिछली तकनीक (पावर सेमीकंडक्टर) की तुलना में वे कैसे प्रदर्शन करते हैं, समय के विकास या निरंतर समर्थन के माध्यम से उनके आदर्श उपयोग पर सुझाव, उस स्तर के उपचार में उन नई अवधारणाओं के आसपास उभरते रुझान और अवसर।
उच्च शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स के रूप में सिक मॉसफेट का उपयोग करने के लाभ
पारंपरिक पावर सेमीकंडक्टर की तुलना में नए सिक मॉसफेट के कई लाभ हैं, जैसे कि पावर डेंसिटी में वृद्धि, कम स्विचिंग लॉस और ऑन रेजिस्टेंस में कमी। सिक मॉसफेट में SiC सामग्री के उपयोग से, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम कहीं अधिक कुशल और विश्वसनीय बन जाते हैं। सिक मॉसफेट में अच्छी तापीय चालकता भी होती है और यह उच्च तापमान को झेल सकता है।
सिक मोसफेट, स्विच के आकार को कम करने के अलावा, कम स्विचिंग नुकसान के साथ ऐसा करते हैं जो कम अपशिष्ट ऊष्मा को नष्ट करते हैं। यह टर्न-ऑफ समय को कम करके किया जाता है जिसे ऑन-स्टेट से ऑफ स्टेट में जाने पर जोड़ने की आवश्यकता होती है और हम इस तथाकथित स्विचिंग को समग्र रूप से कम करते हैं। इसके अलावा, सिक मोसफेट में अल्ट्रा-लो स्विचिंग नुकसान होता है, जो इसके कम-प्रवेश कम Qrr के कारण होता है।
इसके अलावा, सिक मॉसफ़ेट्स पारंपरिक पावर सेमीकंडक्टर की तुलना में कई गुना अधिक आवृत्तियों पर काम कर सकते हैं। उनका तेज़ स्विचिंग समय और कम बिजली की हानि उन्हें डेटा सेंटर पावर इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उच्च-आवृत्ति उपयोग-मामलों के लिए उपयुक्त बनाती है।
कुशल पावर इलेक्ट्रॉनिक्स सौर और पवन जैसी अक्षय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो इन प्रणालियों के प्रदर्शन को अधिकतम करते हैं। चूंकि वे अक्षय ऊर्जा प्रणालियों को उच्च स्तर की दक्षता प्राप्त करने और कार्बन पदचिह्न को कम करने में सक्षम बनाते हैं, इसलिए पारंपरिक विकल्पों की तुलना में सिक मॉसफ़ेट्स का चयन तेजी से किया जा रहा है।
इन बॉडी डायोड में पावर कंडीशनिंग और सोलर पैनल या विंड टर्बाइन जैसे स्रोतों से ऊर्जा रूपांतरण जैसे अनुप्रयोगों में रिवर्स रिकवरी और कंडक्टिव लॉस की अंतर्निहित कमी होती है, एक ऐसी समस्या जिससे सिक मॉसफेट मुक्त होते हैं। इसके अलावा, सिक मॉसफेट दक्षता का त्याग किए बिना ऊंचे तापमान तक पहुंच सकते हैं जिससे उन्हें कठोर ऑपरेटिंग वातावरण में काम करने की अनुमति मिलती है।
सिक मॉसफ़ेट्स बिजली में दूसरे स्तर के रूपांतरण चरण में भी महत्वपूर्ण योगदान देते हैं जो अक्षय ऊर्जा प्रणालियों का एक अभिन्न अंग है। यह चरण अक्षय ऊर्जा को बिजली के अधिक सुसंगत रूप में परिवर्तित करता है जिसका उपयोग उपयोगिता-ग्रेड विद्युत संचरण और वितरण ग्रिड पर विश्वसनीय रूप से किया जा सकता है।
टैमको|EN9090 अन्य पावर इलेक्ट्रॉनिक्स समाधानों की तुलना में अनुप्रयोग प्रदर्शन में भी बेहतर है। सिक मॉसफेट्स बेहतर थर्मल कंडक्शन प्रदर्शन प्रदान करके पारंपरिक पावर सेमीकंडक्टर से आगे निकल जाते हैं, जिससे उच्च तापमान पर संचालित समाधान प्राप्त होते हैं।
सिक मॉसफेट में उच्च वोल्टेज डायोड होते हैं और इन्हें बहुत अधिक आवृत्तियों पर संचालित किया जा सकता है। साथ ही, वे कम ऑन-प्रतिरोध दिखाते हैं जो पावर घनत्व और आउटपुट सेंस को बढ़ाता है।
हालांकि, यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि सिक मॉसफेट पुराने स्कूल की किस्मों की तुलना में महंगे हैं, जिससे वे कुछ अनुप्रयोगों के लिए अव्यावहारिक हो जाते हैं। सिक मॉसफेट के लिए एक और मुद्दा निर्माताओं के बीच मानकीकरण की अनुपस्थिति है यदि आप विभिन्न विक्रेताओं से एकल सिस्टम पैकेज उत्पादों में उपयोग करना चाहते हैं।
सिक मॉसफेट से सर्वोत्तम प्रदर्शन का अनुभव करने के लिए कुछ सुझावों का पालन करना और सही प्रथाओं का पालन करना आवश्यक है।
ठंडा करना: सिलिकॉन कार्बाइड मोसफेट गर्म होने पर गर्मी से नष्ट हो सकते हैं। नतीजतन, जब डिजाइन में सिक मोसफेट वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है तो उन्हें ठीक से ठंडा करना महत्वपूर्ण होता है।
वेल गेट ड्राइवर डिजाइन: इसके लिए सिक मॉसफेट की सोर्साउंडिंग आवृत्ति के लिए उचित रैखिकता मिलान की आवश्यकता होती है ताकि हम न्यूनतम हानि के साथ इष्टतम गति प्राप्त कर सकें।
उचित बायसिंग पहले चर्चा की गई बायसिंग से थर्मल्स भाग सकते हैं और इसलिए IC मॉसफेट को नुकसान हो सकता है। सर्किट के ओवरहीटिंग से बचने के लिए, डिजाइनरों को इसे उचित रूप से बायस करने की आवश्यकता है।
सुरक्षा: सिक मॉसफेट प्रोपेन्सर कुछ सर्किट ओवर-वोल्टेज, अत्यधिक करंट और पर्यावरण संबंधी तनाव के प्रति संवेदनशील होते हैं। सिक मॉसफेट के लिए फ्यूज़िबल प्रोटेक्शन और टीवीएस डायोड जैसे आवश्यक कदम किसी भी चोट से सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए विकसित किए गए हैं।
2021 तक नवीनतम विकास अवसर By :_partitions
फैक्ट.एमआर का कहना है कि 2031 तक सिक मॉसफेट बाजार में क्रांतिकारी वृद्धि होगी। ऊर्जा कुशल प्रणालियों और नवीकरणीय बिजली आपूर्ति की बढ़ती आवश्यकताओं से भी दूसरे छोर से बाजार के विकास को बढ़ावा मिलने की संभावना है।
इस प्रकार, सिक मॉसफ़ेट्स ईवी डोमेन में उपयोग किए जाने वाले पावर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के लिए अधिक कुशल और विश्वसनीय हैं। यह, उनके संक्षारण और तापमान प्रतिरोध के साथ मिलकर घटकों को बिना किसी गिरावट के उच्च तापमान पर संचालित करने की अनुमति देता है, जिससे लाखों चक्र जुड़ जाते हैं, जो संभावित रूप से ईवी सिस्टम के जीवनचक्र को बढ़ाते हैं।
औद्योगिक स्वचालन में सिक मॉसफ़ेट्स ऊर्जा दक्षता में उल्लेखनीय सुधार कर सकते हैं, रखरखाव व्यय को कम कर सकते हैं और सिस्टम विश्वसनीयता को बढ़ा सकते हैं। ये कई औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले उच्च-शक्ति इलेक्ट्रॉनिक की प्रणालियों में विशेष रूप से वांछनीय हैं।
सिक मॉसफेट में कई लाभकारी विशेषताएं हैं, जिनमें बेहतर दक्षता, हल्की सामग्री और एयरोस्पेस उद्योग में उच्च तापमान पर प्रदर्शन करने की क्षमता शामिल है। ये विशेषताएं सिक मॉसफेट को एयरो-स्पेस इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के लिए एकदम सही बनाती हैं, जिसे उच्च विश्वसनीयता, दक्षता और स्थायित्व की आवश्यकता होती है।
हाई-पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: सिक मॉसफेट का एकीकरण सामान्य पावर सेमीकंडक्टर की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। सिक मॉसफेट बहुत कठोर वातावरण के लिए अधिक दक्षता, शक्ति घनत्व और व्यापक तापमान संचालन क्षमता प्रदान करते हैं। सिक मॉसफेट का भविष्य उज्ज्वल है, मुख्य रूप से ईवी में और दोनों शीर्ष ओईएम निर्माताओं की वृद्धिशील प्रगति के कारण औद्योगिक स्वचालन और एयरोस्पेस के लिए बाजार अपेक्षाकृत परिपक्व है। प्रौद्योगिकी के साथ, सिक मॉसफेट को उन प्रणालियों को सक्षम करने में केंद्रीय घटकों में से एक माना जाता है, जिनके लिए कम ऊर्जा खपत की आवश्यकता होगी यानी कम बिजली और इसके साथ ऊर्जा के स्वच्छ रूपों की ओर अग्रसर होना।
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