Drivning av nästa generation: Synergin mellan SiC MOSFET, SBD och gate-drivrutiner Sverige

Över det kraftelektroniska landskapet sker ett litet av en under-radarskifte som svar på tre viktiga tekniska framsteg: Silicon Carbide MOSFETs (SiC), Schottky Barrier Diodes (SBD) och mycket utvecklade gate-drivkretsar. Det har potentialen att bli en ny kämpande allians, som revolutionerar effektivitet, tillförlitlighet och hållbarhet som vi känner det längs en väg med kraftomvandling som vänds på huvudet. I centrum för denna förändring ligger samarbete mellan dessa delar, som samarbetade för att driva kraftsystem in i en helt ny energiålder. 

SiC MOSFETs och SBD for the Future Power Electronics

På grund av dessa exceptionella egenskaper som hög värmeledningsförmåga, låga kopplingsförluster och drift vid mycket högre temperaturer och spänningar än traditionellt kiselbaserat material har det blivit grunden för en revolution inom modern kraftelektronik. Specifikt tillåter SiC MOSFET högre switchfrekvenser vilket resulterar i avsevärt minskade lednings- och switchförluster jämfört med ett alternativ som använder kisel. Tillsammans med SiC SBD, som erbjuder oöverträffade ultralåga framåtspänningsfall och nästan noll omvända återställningsförluster, inleder dessa enheter en ny era av applikationer - från datacenter till elektriska flygplan. De sätter nya standarder för branschen genom att utmana beprövade, beprövade och sanna prestandagränser som möjliggör mindre/lättare kraftsystem med högre effektivitet. 

Bästa kombinationen av SiC-enheter och moderna gate-drivrutiner

Avancerad gate-drivning underlättar avsevärt att fullt ut utnyttja potentialen hos SiC MOSFETs och SBDs. SiC i sig skulle vara lämpligt, och dessa bedömare ställer höga krav på drifthastigheten för de bästa kopplingsförhållandena för att använda LS-SiC-enheter. De gör EMI mycket lägre, genom att minska grindringningar och kontrollera stig-/falltider mycket bättre. Dessutom inkluderar dessa drivrutiner vanligtvis skyddsfunktioner för överström (OC), OC och kortslutningssäkert driftområde (SCSOA) robusthet men också mot spänningsfel som underspänningslåsning (UVLO), för att skydda SiC-enheterna i händelse av oönskade evenemang. En sådan harmonisk integration säkerställer inte bara optimerad systemprestanda utan också en lång livslängd för SiC-enheter. 

Nästa generations kraftmoduler: energibesparingar och minskat koldioxidavtryck

Den främsta drivkraften för att använda SiC-baserade kraftmoduler är potentialen för stora energibesparingar och minskning av koldioxidutsläppen. Eftersom SiC-enheter kan arbeta med högre effektivitet bidrar de följaktligen till att minska strömförbrukningen och generering av spillvärme. Detta kan leda till enorma minskningar av energiräkningar och utsläpp av växthusgaser i storskaliga industriella och förnybara energisystem. Ett bra exempel på detta är den utökade körsträckan som kan uppnås på en enda laddning med elfordon (EV) som använder SiC-teknik, och den ökade effektuttaget och minskade kylningskraven för solcellsväxelriktare. Det gör SiC-involverade system väsentliga för världens övergång mot en renare hållbar framtid. 

SiC i samarbete: Få mer tillförlitlighet ur systemet

Alla kraftelektronikapplikationer kräver hög tillförlitlighet och kombinationen av SiC MOSFETs, SBDs med avancerade gate-drivrutiner hjälper i hög grad vid tillförlitlighet. SiC:s inneboende robusthet mot termisk och elektrisk påfrestning garanterar prestandalikformighet även vid de mest extrema användningsfallen. Dessutom möjliggör SiC-enheter minskad termisk cykling och lägre driftstemperaturer, vilket minskar påverkan av temperaturpåfrestningar på andra systemkomponenter, vilket kommer att öka den totala tillförlitligheten. Dessutom förstärks denna robusthet när man överväger försvarsmekanismer som är inbyggda i samtida gate-drivers som ett sätt för omfattande tillförlitlighetsteknik. Och med total immunitet mot stötar, vibrationer och temperaturförändringar kan SiC-baserade system fungera i tuffa miljöer i flera år åt gången - vilket också innebär mycket längre underhållsintervall jämfört med kisel kommer att översättas till mindre stilleståndstid. 

Varför SiC är nyckeln till elfordon och förnybar energi

Ledande för SiC-laddningsbränslen är elbilar och förnybara energisystem, båda sektorer mogna för skenande expansion. SiC-kraftmoduler gör det möjligt för elbilar att ladda snabbare, köra längre och mer effektivt, vilket hjälper massmarknadsanpassningen av elektrisk mobilitet. SiC-teknik hjälper till att förbättra fordonsdynamiken och öka passagerarutrymmet genom att minska storleken och vikten på kraftelektronik. SiC-enheter är också centrala för den förnybara energisfären genom att möjliggöra förbättrad effektivitet i solväxelriktare, vindkraftsomvandlare och energilagringssystem. Denna kraftelektronik kan möjliggöra nätintegrering och optimera utbudet av förnybara källor genom att stabilisera systemets frekvens och spänningssvar (på grund av deras förmåga att hantera högre spänningar, strömmar med lägre förluster), vilket bidrar väsentligt till en bättre mix av dubbla fördelar. 

Sammanfattningsvis är detta SiC MOSFETs + SBDs-paket med de avancerade gate-drivrutinerna ett av exempel som helt enkelt visar hur synergier kan förändra en helhetssyn på många saker! Denna triad med oändlig effektivitet, tekniska fördelar, prisvärda lager av tillförlitlighet och djupt rik grön, vetenskapligt baserad hållbarhet inspirerar inte bara den framtida vågen inom kraftelektronik utan driver oss också till vår mer energieffektiva rena värld. När dessa teknologier utvecklas ytterligare genom forsknings- och utvecklingsaktiviteter står vi på gränsen till en ny SiC-ålder.