Kompleksowy przewodnik po modułach SiC i ich roli w elektronice mocy

Moduły z SiC (karbideu krzemu) wkrótce poważnie zakłócają niektóre rynki, takie jak systemy elektryczne w samochodach lub magazynowanie energii odnawialnej, które są ulubionymi kandydatami. Te rzekome supersemiconductorowe metale oferują "przejście w efektywności energetycznej" i są kluczowe dla postępu energii odnawialnej oraz nowych technologii mobilności. Poprzednie wersje tego artykułu przedstawiły unikalne właściwości technologii SiC, ale niezbędna jest bardziej szczegółowa analiza, jeśli chcemy naprawdę zrozumieć, co będą mogły zapewnić w odniesieniu do wszystkiego innego, co napędza nasze układy.

Przygotuj się na przełom w efektywności energetycznej

Moduły z SiC to duży krok do przodu w elektronice mocy. Komponenty oparte na krzemu stały się de-facto standardem w systemach elektronicznych i były wykorzystywane przez wiele lat. Te aplikacje były klasycznym obszarem tranzystorów opartych na krzemie, ale ich niska przewodność cieplna narzucała górną granicę efektywności. W przeciwieństwie do tego, część materiału związana z SiC obniża straty tak bardzo, że stanowią one tylko 25 procent strat w porównaniu z ich odpowiednikami krzemowymi, ponieważ te części mogą bezpiecznie działać przy podwyższonych temperaturach i częstotliwościach. Rozwiązanie o wysokiej gęstości mocy, które skutecznie umożliwia użytkownikom osiągnięcie wyższych poziomów efektywności systemowej, ostatecznie zmniejszy potrzebę chłodzenia w systemach i pozwoli im osiągnąć maksymalną możliwą efektywność z tą klasą E RFPA. Używanie technologii SiC jako podstawy do osiągnięcia tych ekologicznych celów.

Wiadomości: W zakresie transportu, WHOA - SiC to droga do przodu

Ponadto, szybkie wdrażanie bardziej ekologicznego trybu transportu napędzane jest również przez moduły SiC. Inwertery i kontrolery z SiC stanowią ogromne błogosławieństwo dla pojazdów elektrycznych (EV), ponieważ ta technologia uchodzi za kluczową w zmniejszaniu wpływu EV na środowisko. Do tego należą szybsze moduły do ładowania, zwiększone zasięgi przy energii na kilowatt-godzinę gęstości ich indywidualnych komórek oraz niższa waga całego systemu baterii - nadal z bardzo wysoką efektywnością, wykorzystując mało lub wcale rzadkich materiałów.

Nauka o modułach SiC: Początek

Ta czarodziejka ruszy w kierunku modeli przełączania materiału SiC. Szersza przewód energetyczny węglowodoru - kluczowa własność w fizyce stanu stałego, która określa, jak dobrze materiał będzie się zachowywał przy wysokich napięciach zanim zostanie wyczerpany. Większa moc w mniejszym rozmiarze i wadze, za pomocą możliwości podwójnego interfejsu, dalsza miniaturyzacja urządzeń zdolnych do obsługi większych gęstości mocy jest możliwa. SiC działa przy niższej oporności niż krzem, co może zmniejszyć zarówno straty przewodnictwa, jak i przełączania; jednocześnie jest to szybki materiał, który może wspierać wysokoprędkościowe przełączniki, aby uczynić konwersję mocy bardziej efektywną. W tym celu technologia SiC otwiera drzwi do nowych poziomów wydajności mocy i obwodów z niebywałyми współczynnikami maksymalnej do średniej wydajności w stosunku do ich wskaźników efektywności-wielkościowych.

Moduł SiC wiele zastosowań

Obecnie integruje moduły SiC dla zastosowań przekraczających zakres przemysłu motoryzacyjnego. Wraz z nimi pojawiły się pytania dotyczące sposobu, w jaki technologia SiC poprawia wydajność inwerterów słonecznych, wspiera wysokowydajne elektronikę dla systemów lotniczych o znacząco zmniejszonej masie oraz napędza przemysłowe sterowniki silników, które są bardziej wydajne i mniej zależne od energii niż kiedykolwiek dotąd. Na szczęście nawet sprzęt medyczny może korzystać z małej formy czynnika połączonej z niezawodnymi ulepszeniami MTTE (średni czas do oczekiwanego życia systemu) SiC, co prowadzi do lepszych wyników leczenia pacjentów. Versatility modułów SiC może być kluczem do ich zdolności do zakłócania tak wielu różnych branż/zastosowań.

Następne pokolenie innowacji w oparciu o systemy mocowe na bazie SiC

Badania Darkhouse są równie pozytywne w kwestii potencjału elektroniki mocy opartej na SiC [120]. Zintegrowane funkcje w jednym pakiecie, takie jak moduły mocowe z integracją oraz postępy w materiałach o większym przerzuce energetycznym (np. Nitruwanek Galu na podłożu SiC) przyczyniają się do tworzenia nowych systemów, które będą działać inaczej niż dotychczasowe. Ponadto, uczynienie produkcji bardziej wydajną pod względem emisji węgla i redukowanie kosztów w kraju powinno również spowodować obniżenie cen technologii carbamu krzemu we wszystkich sektorach, które obejmują wiele branż jednocześnie.

Moduły z SiC poprawią wydajność projektów elektrycznych, zwiększając ich efektywność, zrównoważenie i ogólną moc technologiczną. Jest miło widzieć, że poruszamy się w kierunku świata, w którym życie ludzi będzie bezpieczniejsze dzięki tym rodzajom rozwiązań, ponieważ teraz, po wszystkim, droga do tworzenia bardziej ekologicznych rozwiązań i oszczędzania energii w codziennym życiu jest szeroko otwarta. Rewolucja systemów elektronicznych mocy opartych na SiC: przegląd przyszłego zarządzania energią (z czerwca 2020).