Питание следующего поколения: синергия SiC MOSFET, SBD и драйверов затворов Россия

В сфере силовой электроники происходят небольшие незаметные изменения в ответ на три ключевых технологических достижения: карбид-кремниевые МОП-транзисторы (SiC), диоды с барьером Шоттки (SBD) и очень развитые схемы драйверов затворов. У него есть потенциал стать новым лидерским альянсом, который произведет революцию в эффективности, надежности и устойчивости в том виде, в каком мы его знаем, в результате преобразования энергии, перевернутого с ног на голову. В центре этих изменений находится сотрудничество между этими частями, которые сотрудничали, чтобы привести энергетические системы в совершенно новую энергетическую эпоху. 

SiC MOSFET и SBD для силовой электроники будущего

Благодаря таким исключительным свойствам, как высокая теплопроводность, низкие потери переключения и работа при гораздо более высоких температурах и напряжениях, чем традиционный материал на основе кремния, он стал основой революции в современной силовой электронике. В частности, SiC MOSFET обеспечивают более высокие частоты переключения, что приводит к значительному снижению потерь проводимости и переключения по сравнению с альтернативой, использующей кремний. В тандеме с SiC SBD, которые обеспечивают беспрецедентное сверхнизкое падение напряжения в прямом направлении и почти нулевые потери при обратном восстановлении, эти устройства открывают новую эру приложений - от центров обработки данных до электрических самолетов. Они устанавливают новые стандарты в отрасли, бросая вызов проверенным, испытанным и надежным пределам производительности, позволяя создавать меньшие по размеру и более легкие системы электропитания с более высоким КПД. 

Лучшее сочетание SiC-устройств и современных драйверов затворов

Усовершенствованное управление затвором значительно облегчает полное раскрытие потенциала SiC MOSFET и SBD. Сам по себе SiC был бы подходящим, и эти эксперты требовательны к скорости работы для наилучших условий переключения, предоставляемых при использовании устройств LS-SiC. Они значительно снижают электромагнитные помехи, уменьшая звон затвора и значительно лучше контролируя время нарастания/спада. Кроме того, эти драйверы обычно включают функции защиты от перегрузки по току (OC), OC и устойчивости к короткому замыканию (SCSOA), а также от сбоев напряжения, таких как блокировка при пониженном напряжении (UVLO), для защиты устройств SiC в случае нежелательных события. Такая гармоничная интеграция обеспечивает не только оптимальную производительность системы, но и длительный срок службы SiC-устройств. 

Силовые модули следующего поколения: энергосбережение и снижение выбросов углекислого газа

Основным фактором использования силовых модулей на основе SiC является потенциал значительной экономии энергии и сокращения выбросов углекислого газа. Поскольку устройства SiC могут работать с более высоким КПД, они, следовательно, помогают снизить энергопотребление и выделение тепла. Это может привести к огромному сокращению счетов за электроэнергию и выбросов парниковых газов в крупномасштабных промышленных системах, а также в системах возобновляемой энергетики. Прекрасным примером этого является увеличенное расстояние пробега, которого можно достичь на одном заряде электромобилей (EV), использующих технологию SiC, а также увеличение выходной мощности и снижение требований к охлаждению для солнечных инверторов. Это делает системы, задействованные в SiC, незаменимыми для мирового перехода к более чистому устойчивому будущему. 

SiC в сотрудничестве: повышение надежности системы

Любое приложение силовой электроники требует высокой надежности, и сочетание SiC MOSFET, SBD с усовершенствованными драйверами затворов в значительной степени помогает в обеспечении надежности. Присущая SiC устойчивость к тепловым и электрическим нагрузкам гарантирует однородность производительности даже в самых экстремальных случаях использования. Кроме того, устройства SiC позволяют уменьшить циклическое изменение температуры и снизить рабочие температуры, уменьшая влияние температурной нагрузки на другие компоненты системы, что повысит общую надежность. Кроме того, эта надежность усиливается, если рассматривать защитные механизмы, встроенные в современные драйверы затворов, как средство комплексной разработки надежности. А благодаря полной невосприимчивости к ударам, вибрации и изменению температуры системы на основе карбида кремния могут работать в суровых условиях годами, что также означает, что гораздо более длительные интервалы технического обслуживания по сравнению с кремнием приведут к меньшему времени простоя. 

Почему карбид кремния является ключом к электромобилям и возобновляемым источникам энергии

Лидирующими видами топлива SiC являются электромобили и системы возобновляемой энергетики, оба сектора созрели для безудержного расширения. Силовые модули SiC позволяют электромобилям заряжаться быстрее, двигаться дальше и эффективнее, тем самым помогая массовому внедрению электрической мобильности на рынке. Технология SiC помогает улучшить динамику автомобиля и увеличить пассажирское пространство за счет уменьшения размера и веса силовой электроники. Устройства SiC также занимают центральное место в сфере возобновляемых источников энергии, поскольку обеспечивают повышение эффективности солнечных инверторов, преобразователей ветряных турбин и систем хранения энергии. Эта силовая электроника может обеспечить интеграцию в сеть и оптимизировать подачу возобновляемых источников за счет стабилизации частоты системы и отклика напряжения (благодаря их способности обрабатывать более высокие напряжения и токи с меньшими потерями), тем самым внося значительный вклад в лучшее сочетание двойной выгоды. 

Подводя итог, можно сказать, что этот пакет SiC MOSFET + SBD с усовершенствованными драйверами затворов является одним из примеров, которые просто демонстрируют, как синергия может изменить общий взгляд на многие вещи! Эта триада с безграничными технологическими преимуществами в эффективности, доступными уровнями надежности и глубокой экологичностью, основанной на научных исследованиях, не только вдохновляет будущую волну в силовой электронике, но и подталкивает нас к нашему более энергоэффективному, чистому миру. По мере дальнейшего развития этих технологий посредством исследований и разработок мы находимся на пороге новой эры SiC.