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Guida completa ai moduli SiC e al loro ruolo nell'elettronica di potenza Italia

2024-08-15 17:16:15
Guida completa ai moduli SiC e al loro ruolo nell'elettronica di potenza

I moduli SiC (carburo di silicio) stanno per sconvolgere seriamente alcuni mercati, con i sistemi elettrici per auto o l'accumulo di energia rinnovabile come candidati preferiti. Questi presunti semiconduttori metallici superba offrono un "punto di riferimento nell'efficienza energetica" e sono fondamentali per il progresso dell'energia sostenibile e delle nuove tecnologie di mobilità. Le precedenti iterazioni di questo documento hanno delineato le qualità uniche della tecnologia SiC, ma è necessario un esame più approfondito se si desidera davvero comprendere cosa offriranno in relazione a tutto ciò che alimenta le nostre linee. 

Preparati per una svolta in termini di efficienza energetica

I moduli SiC rappresentano un importante passo avanti nell'elettronica di potenza. I componenti a base di silicio sono diventati uno standard di fatto nei sistemi elettronici e vengono utilizzati da molti anni. Queste applicazioni erano un'area classica dei transistor a base di silicio, ma la loro scarsa conduttività termica imponeva un limite superiore del fascio. All'estremità opposta dello spettro, una porzione relativa al materiale SiC riduce le perdite così tanto che rappresentano solo il 25% della perdita rispetto ai loro equivalenti in silicio perché tali porzioni sono in grado di funzionare in modo più sicuro a temperature elevate e frequenze più elevate. Una soluzione ad alta densità di potenza che consenta effettivamente agli utenti di raggiungere livelli più elevati di efficienza del sistema ridurrà in definitiva la loro necessità di raffreddamento nei sistemi e consentirà loro di ottenere la massima efficienza possibile con questo RFPA di classe E. Utilizzando la tecnologia SiC come base per raggiungere questi eco-obiettivi. 

Novità: per quanto riguarda i trasporti, WHOA - SiC è la strada da percorrere

Inoltre, anche la rapida diffusione di modalità di trasporto più ecologiche è guidata dai moduli SiC. Gli inverter e i controller SiC rappresentano un vantaggio completo per i veicoli elettrici (EV) poiché questa tecnologia è considerata cruciale nel ridurre la sostenibilità dei veicoli elettrici. Questi includono moduli di ricarica più rapidi, densità energetica ampliata per kilowattora delle singole celle e peso inferiore in un sistema di batterie completo, sempre con efficienza molto elevata utilizzando pochi o nessun materiale raro. 

Moduli di scienza nei SiC: l'inizio

Questa magia si baserà sui modelli di commutazione del materiale SiC. L'ampio bandgap del carburo di silicio, una proprietà cruciale nella fisica dello stato solido che determina quanto bene il materiale si comporterà sotto tensioni elevate prima di esaurirsi. Maggiore potenza con dimensioni e peso ridotti Grazie alla capacità di doppia interfaccia, è possibile un'ulteriore miniaturizzazione dei dispositivi in ​​grado di gestire densità di potenza più elevate. Il SiC funziona anche a una resistenza inferiore rispetto al silicio, il che potrebbe ridurre sia le perdite di conduzione che di commutazione; nel frattempo è un materiale veloce che può supportare gli switch ad alta velocità per rendere più efficace la conversione di potenza. A tal fine, la tecnologia SiC apre le porte a nuovi livelli di potenza e prestazioni dei circuiti con un'uscita picco-media senza precedenti rispetto ai rapporti dimensioni-efficienza. 

Modulo SiC Molte applicazioni

Attualmente sta integrando moduli SiC per applicazioni che vanno oltre l'industria automobilistica. Queste sono state accompagnate da domande relative ai modi in cui la tecnologia SiC sta migliorando le prestazioni degli inverter solari, supportando l'elettronica ad alte prestazioni per sistemi aerospaziali con un peso notevolmente ridotto e spingendo motori industriali più efficienti e meno dipendenti dall'energia che mai. Fortunatamente, anche le apparecchiature mediche possono trarre vantaggio da questo fattore di forma ridotto abbinato a miglioramenti affidabili del MTTE (tempo medio di vita prevista del sistema) SiC e portano a risultati migliori per i pazienti. La versatilità dei moduli SiC può essere la chiave della loro capacità di rivoluzionare così tanti settori/applicazioni diversi. 

Innovazioni di prossima generazione nel sistema di alimentazione basato su SiC

La ricerca Darkhouse è altrettanto positiva sulla promessa dell'elettronica di potenza basata su SiC [120]. Funzioni combinate in un singolo pacchetto, come con moduli di potenza integrati e progressi nei materiali con bandgap più elevato (ad esempio, nitruro di gallio su substrato SiC) stanno contribuendo a nuovi sistemi che funzioneranno come nessun altro prima. Inoltre, rendendo la produzione più efficiente in termini di carbonio e riducendo il paese stesso si prevede che abbasserà anche i prezzi per la tecnologia del carburo di silicio nel suo complesso in tutti i settori che sono più industrie rilasciate simultaneamente. 

I moduli SiC miglioreranno le prestazioni di progettazione elettrica poiché aumenteranno l'efficienza, la sostenibilità e la potenza tecnologica complessiva. È bello vedere che ci stiamo muovendo verso un mondo in cui la vita delle persone sarà più sicura da questo genere di cose perché ora, dopo tutto questo, la strada è così aperta per rendere più verde e risparmiare energia usandola nella nostra vita quotidiana. Rivoluzione dei sistemi elettronici di potenza basati su SiC: una panoramica sulla futura gestione dell'energia (a giugno 2020)