Kompletterande guide till SiC-moduler och deras roll i kraftelektronik

SiC-moduler (Silicon Carbide) är på väg att allvarligt förändra vissa marknader, med bil-elektriksystem eller förnybar energilagring som de mest sannolika kandidaterna. Dessa så kallade supersemiconductorer av metall erbjuder en "viktig milstolpe i effektiviteten" och är avgörande för utvecklingen av hållbar energi samt nya mobilitetstekniker. Tidigare versioner av detta dokument har beskrivit de unika egenskaperna hos SiC-tekniken, men en djupare undersökning är nödvändig om man verkligen vill förstå vad de kommer att erbjuda i förhållande till allt annat som driver våra system.

Förbered Dig På En Genombräckning I Effektivitet

SiC-modulerna är ett stort steg framåt inom kraftelektronik. Komponenter baserade på silikon har blivit en defacto-standard i elektroniska system och har använts i många år. Dessa tillämpningar var en klassisk område för siljonerbaserade transistorer, men deras dåliga termiska ledningsförmåga satte en övre gräns. På det motsatta hållet av spektrumet minskar en SiC-materialrelaterad del förluster så mycket att de endast utgör 25 procent av förlusterna jämfört med sina siljonekvivalenter eftersom dessa delar kan fungera säkrare vid högre temperaturer och högre frekvenser. En lösning med hög kraftdensitet som effektivt möjliggör för användare att driva högre nivåer av systemeffektivitet kommer slutligen att minska deras behov av kylning i systemen och låta dem uppnå den maximala effektiviteten som är möjlig med denna klass-E RFPA. Att använda SiC-teknologi som grund för att uppnå dessa ekologiska mål.

Nyheter: Av transport, WHOA - SiC är vägen att gå

Utöver detta drivs den snabba införandet av grönare transporter även av SiC-moduler. SiC-inverterare och kontroller är en fullständig fördel för elbilar (EVs), eftersom denna teknik anses vara avgörande i att minska EVernas miljöpåverkan. Dessa faktorer inkluderar snabbare laddningsmoduler, utökad räckvidd per kilowattimme energidensitet i deras enskilda celler och lägre vikt i ett komplett batterisystem – fortfarande med mycket hög effektivitet och med användning av lite eller inga självständiga material.

Vetenskapen bakom SiC-moduler: Starten

Denna trollkonst kommer att rikta sig till SiC-materials växlingsmodeller. Silikarbids stora bandgap – en avgörande egenskap inom fasta tillståndets fysik som bestämmer hur väl materialet beter sig under höga spänningar innan det blir uttömt. Högare effekt vid mindre storlek och vikt, med dualgränssnittsfunktion möjliggör ytterligare miniatyrisering av enheter som kan hantera högre effektdensiteter. SiC fungerar vid lägre resistans än silicium, vilket kan minska både lednings- och växlingsförluster; samtidigt är det ett snabbt material som kan stödja höghastighetsväxlingar för att göra effektkonvertering mer effektiv. Till detta öppnar SiC-tekniken dörren till nya nivåer av prestanda för effekt och kretsar med oprecedenterade topp-till-genomsnittliga utslag jämfört med storleks-effektivitetsförhållanden.

SiC-modul Många tillämpningar

Just nu integrerar det SiC-moduler för tillämpningar som sträcker sig utöver bilindustrin. Dessa har följts av frågor om hur SiC-tekniken förbättrar prestationen hos solinverter, stöder högpresterande elektronik för rymd- och flygsystem med betydligt minskad vikt och drivs av industriella motorstyrningssystem som är mer effektiva - och mindre energiberoende - än någonsin. Lyckligtvis kan även medicinsk utrustning dra nytta av den kompakta formfaktorn tillsammans med pålitliga SiC-förbättringar av MTTE (medel tid till förväntat systemliv) och leder mot bättre patientutfall. Versaliteten hos SiC-moduler kan vara nyckeln till deras förmåga att förändra så många olika industrier/applikationer.

Nästa generations innovationer inom SiC-baserade kraftsystem

Darkhouse forskning ser lika positivt på potentialen hos SiC-baserad power elektronik [120]. Kombinerade funktioner i en enda paket, som med integrerade power moduler och framsteg inom högre bandgapmaterial (t.ex., Gallium Nitrid på SiC substrat), bidrar till nya system som aldrig sett före. Dessutom, att göra tillverkning mer kolon-effektiv och minska landet självt förväntas också sänka priser för silicon carbide teknik som helhet inom alla sektorer som flera industrier samtidigt släpper.

SiC-moduler kommer att förbättra prestandan av elektrisk design eftersom de höjer effektiviteten, hållbarheten och teknikens totala kraft. Det är bra att se att vi rör oss mot en värld där människors liv kommer att vara säkrare ifrån dessa slags saker, eftersom nu, efter allt detta, är vägen så öppen för att göra det grönare och spara energi i vår dagliga liv. Revolutionen för SiC-baserade kraftelektroniska system: en översikt över framtida energihantering (den 2020-06)