De volgende generatie aandrijven: de synergie van SiC MOSFET's, SBD's en gate-drivers Nederland

In het vermogenselektronicalandschap vindt er een kleine verschuiving onder de radar plaats als reactie op drie belangrijke technologische ontwikkelingen: siliciumcarbide MOSFET's (SiC), Schottky Barrier Diodes (SBD) en zeer ontwikkelde gate-driver-circuits. Het heeft het potentieel om een ​​nieuwe voorstandersalliantie te worden, die een revolutie teweegbrengt in de efficiëntie, betrouwbaarheid en duurzaamheid zoals wij die kennen, langs een weg van machtsconversie die op zijn kop wordt gezet. Centraal in deze verandering staat de samenwerking tussen deze delen, die samenwerkten om energiesystemen een geheel nieuw energietijdperk binnen te loodsen. 

SiC MOSFET's en SBD voor de toekomstige vermogenselektronica

Vanwege deze uitzonderlijke eigenschappen, zoals hoge thermische geleidbaarheid, lage schakelverliezen en werking bij veel hogere temperaturen en spanningen dan traditioneel op silicium gebaseerd materiaal, is het de basis geworden voor een revolutie in de moderne vermogenselektronica. Concreet maken SiC MOSFET's hogere schakelfrequenties mogelijk, wat resulteert in aanzienlijk verminderde geleiding en schakelverliezen in vergelijking met een alternatief dat gebruik maakt van silicium. Samen met SiC SBD's, die ongekende ultralage spanningsdalingen in de voorwaartse richting en bijna nul omgekeerde herstelverliezen bieden, luiden deze apparaten een nieuw tijdperk van toepassingen in - van datacenters tot elektrische vliegtuigen. Ze zetten nieuwe normen voor de industrie door beproefde en echte prestatiegrenzen uit te dagen, waardoor kleinere / lichtere aandrijfsystemen met een hoger rendement mogelijk worden. 

Beste combinatie van SiC-apparaten en moderne poortdrivers

Geavanceerde gate-drive maakt het enorm mogelijk om het potentieel van SiC MOSFET's en SBD's volledig te benutten. SiC zelf zou geschikt zijn, en deze beoordelaars stellen hoge eisen aan de snelheid van werken voor de beste schakelvoorwaarden voor het gebruik van LS-SiC-apparaten. Ze maken de EMI een stuk lager, door het overgaan van de poort te verminderen en de stijg-/daltijden veel beter te beheersen. Bovendien bevatten deze drivers doorgaans beveiligingsfuncties voor de robuustheid van overstroom (OC), OC en Short Circuit Safe Operation Area (SCSOA), maar ook tegen spanningsfouten zoals onderspanningsblokkering (UVLO), om de SiC-apparaten te beschermen in geval van ongewenste evenementen. Een dergelijke harmonieuze integratie zorgt niet alleen voor geoptimaliseerde systeemprestaties, maar ook voor een lange levensduur van SiC-apparaten. 

Stroommodules van de volgende generatie: energiebesparing en lagere CO2-voetafdruk

De belangrijkste drijfveer voor het gebruik van op SiC gebaseerde voedingsmodules is het potentieel van grote energiebesparingen en vermindering van de CO2-voetafdruk. Omdat SiC-apparaten met een hogere efficiëntie kunnen werken, helpen ze bijgevolg het energieverbruik en de productie van afvalwarmte te verminderen. Dit kan leiden tot enorme verlagingen van de energierekeningen en de uitstoot van broeikasgassen op grootschalige industriële en hernieuwbare energiesystemen. Een goed voorbeeld hiervan is de grotere rijafstand die kan worden bereikt met een enkele lading met elektrische voertuigen (EV's) die gebruik maken van SiC-technologie, en het grotere vermogen en de verminderde koelingsvereisten voor zonne-energie-omvormers. Dat maakt SiC-betrokken systemen essentieel voor de mondiale transitie naar een schonere, duurzame toekomst. 

SiC in samenwerking: meer betrouwbaarheid uit het systeem halen

Elke vermogenselektronicatoepassing vereist een hoge betrouwbaarheid en de combinatie van SiC MOSFET's, SBD's met geavanceerde gate-drivers draagt ​​in grote mate bij aan de betrouwbaarheid. De intrinsieke robuustheid van SiC tegen thermische en elektrische spanning garandeert prestatie-uniformiteit, zelfs bij de meest extreme gebruikssituaties. Bovendien maken SiC-apparaten minder thermische cycli en lagere bedrijfstemperaturen mogelijk, waardoor de impact van temperatuurstress op andere systeemcomponenten wordt verminderd, wat de algehele betrouwbaarheid zal vergroten. Bovendien wordt deze robuustheid nog versterkt als we de verdedigingsmechanismen die in hedendaagse poortaandrijvingen zijn ingebouwd, beschouwen als een middel voor uitgebreide betrouwbaarheidstechniek. En met totale immuniteit tegen schokken, trillingen en temperatuurveranderingen kunnen op SiC gebaseerde systemen jarenlang in zware omgevingen functioneren - wat ook betekent dat veel langere onderhoudsintervallen in vergelijking met silicium zich zullen vertalen in minder uitvaltijd. 

Waarom SiC de sleutel is tot elektrische voertuigen en hernieuwbare energie

De SiC-laadbrandstoffen worden aangevoerd door elektrische voertuigen en hernieuwbare energiesystemen, beide sectoren die rijp zijn voor een ongebreidelde expansie. SiC-vermogensmodules stellen elektrische voertuigen in staat om sneller op te laden, verder te rijden en efficiënter te rijden, wat de massale acceptatie van elektrische mobiliteit bevordert. SiC-technologie helpt de voertuigdynamiek te verbeteren en de passagiersruimte te vergroten door de grootte en het gewicht van vermogenselektronica te verminderen. SiC-apparaten zijn ook van cruciaal belang voor het gebied van hernieuwbare energie door verbeterde efficiëntie in zonne-omvormers, windturbineconverters en energieopslagsystemen mogelijk te maken. Deze vermogenselektronica kan de integratie van het net mogelijk maken en de levering van hernieuwbare bronnen optimaliseren door de frequentie en spanningsrespons van het systeem te stabiliseren (vanwege hun vermogen om hogere spanningen en stromen met lagere verliezen te verwerken), wat aanzienlijk bijdraagt ​​aan een betere mix van twee voordelen. 

Samenvattend is dit SiC MOSFETs + SBDs-pakket met de geavanceerde gate-drivers een van de voorbeelden die eenvoudig laten zien hoe synergieën een hele kijk op veel dingen kunnen veranderen! Deze triade met grenzeloze technologische voorsprong op het gebied van efficiëntie, betaalbare lagen van betrouwbaarheid en dieprijke groene, op wetenschap gebaseerde duurzaamheid inspireert niet alleen de toekomstige golf in vermogenselektronica, maar duwt ons ook naar onze energiezuinigere, schone wereld. Naarmate deze technologieën zich verder ontwikkelen via onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten, staan ​​we aan de vooravond van een nieuw SiC-tijdperk.