Hướng Dẫn Toàn Diện về Mô-đun SiC và Vai Trò của Chúng trong Điện Tử Công Suất

Các mô-đun SiC (Carbua Silic) sắp gây nên sự gián đoạn lớn trong một số thị trường, hệ thống điện ô tô hoặc lưu trữ năng lượng tái tạo là những ứng cử viên hàng đầu. Những bán dẫn kim loại siêu đẳng này cung cấp một "cột mốc về hiệu suất điện," và rất quan trọng cho sự tiến bộ của năng lượng bền vững cũng như công nghệ di động mới. Các phiên bản trước của tài liệu này đã nêu bật những đặc điểm độc đáo của công nghệ SiC, nhưng cần có một cuộc kiểm tra sâu hơn nếu muốn thực sự hiểu rõ những gì chúng sẽ mang lại liên quan đến mọi thứ khác cung cấp năng lượng cho các dòng sản phẩm của chúng ta.

Hãy chuẩn bị sẵn sàng cho sự đột phá về hiệu suất điện

Các mô-đun SiC là một bước tiến lớn trong điện tử công suất. Các thành phần dựa trên silic đã trở thành tiêu chuẩn de-facto trong các hệ thống điện tử và được sử dụng trong nhiều năm. Những ứng dụng này là lĩnh vực cổ điển của các transistor dựa trên silic, nhưng khả năng dẫn nhiệt kém của chúng đã đặt ra giới hạn trên cho hiệu suất. Ở đầu kia của phổ, phần liên quan đến vật liệu SiC giảm tổn thất đến mức chúng chỉ chiếm 25% so với các đối tác dựa trên silic vì những phần này có thể hoạt động an toàn ở nhiệt độ cao và tần số cao hơn. Một giải pháp mật độ công suất cao thực sự giúp người dùng đạt được mức hiệu quả hệ thống cao hơn sẽ cuối cùng làm giảm nhu cầu làm mát trong các hệ thống và cho phép họ đạt được hiệu quả tối đa có thể với RFPA lớp-E này. Sử dụng công nghệ SiC làm nền tảng để đạt được các mục tiêu sinh thái này.

Tin tức: Về phương tiện giao thông, TRỜI - SiC là con đường cần đi

Ngoài ra, việc triển khai nhanh chóng các phương thức vận tải xanh hơn cũng đang được thúc đẩy bởi các mô-đun SiC. Bộ biến tần và bộ điều khiển SiC là một lợi thế lớn cho xe điện (EVs), vì công nghệ này được coi là yếu tố then chốt trong việc giảm tính bền vững của xe điện. Những lợi ích này bao gồm các mô-đun sạc nhanh hơn, phạm vi hoạt động mở rộng trên mỗi kilowatt-giờ mật độ năng lượng của các tế bào riêng lẻ và trọng lượng nhẹ hơn trong hệ thống pin hoàn chỉnh - vẫn duy trì hiệu suất rất cao mà sử dụng ít hoặc không có vật liệu hiếm.

Khoa học trong Mô-đun SiC: Sự khởi đầu

Phép thuật này sẽ hướng đến các mô hình chuyển mạch vật liệu SiC. Băng năng lượng rộng của silicon carbide - một thuộc tính quan trọng trong vật lý trạng thái rắn quyết định cách mà vật liệu sẽ hoạt động dưới điện áp cao trước khi bị cạn kiệt. Công suất Cao hơn ở Kích thước và Trọng lượng Nhỏ hơn Với khả năng giao diện kép, việc thu nhỏ thêm các thiết bị có thể xử lý công suất mật độ cao hơn là khả thi. SiC hoạt động với điện trở thấp hơn so với silicon, điều này có thể giảm cả tổn thất dẫn và chuyển mạch; đồng thời nó là một vật liệu nhanh có thể hỗ trợ các công tắc tốc độ cao để làm cho quá trình chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn. Vì mục đích này, công nghệ SiC mở ra cánh cửa cho các mức độ hiệu suất công suất và mạch mới với tỷ lệ đầu ra đỉnh-trung bình chưa từng có so với tỷ lệ kích thước-hiệu quả.

Mô-đun SiC Nhiều Ứng dụng

Hiện tại, nó đang tích hợp các mô-đun SiC cho các ứng dụng vượt ra ngoài ngành công nghiệp ô tô. Những điều này đã đi kèm với các câu hỏi liên quan đến cách công nghệ SiC đang cải thiện hiệu suất của bộ biến tần năng lượng mặt trời, hỗ trợ điện tử hiệu suất cao cho hệ thống hàng không vũ trụ với trọng lượng giảm đáng kể và thúc đẩy các hệ thống động cơ công nghiệp hiệu quả hơn - và ít phụ thuộc vào năng lượng hơn bao giờ hết. May mắn thay, ngay cả thiết bị y tế cũng có thể hưởng lợi từ kích thước nhỏ gọn cùng với sự tin cậy của các cải tiến MTTE (thời gian trung bình dự kiến cho tuổi thọ hệ thống) của SiC và dẫn đến kết quả tốt hơn cho bệnh nhân. Sự đa dạng của các mô-đun SiC có thể là chìa khóa cho khả năng làm thay đổi nhiều ngành công nghiệp / ứng dụng khác nhau.

Những Đột Phá Thế Hệ Tiếp Theo Trong Hệ Thống Điện Dựa Trên SiC

Darkhouse research cũng đánh giá tích cực về tiềm năng của điện tử công suất dựa trên SiC [120]. Các chức năng kết hợp trong một gói duy nhất, chẳng hạn như với các mô-đun công suất tích hợp và sự tiến bộ trong vật liệu có khoảng cách bandgap cao hơn (ví dụ, Nitrua Gali trên nền SiC) đang góp phần tạo ra các hệ thống mới hoạt động vượt trội so với trước đây. Hơn nữa, việc sản xuất hiệu quả về carbon hơn và giảm chi phí cho công nghệ carbua silic nói chung ở tất cả các ngành đồng thời cũng được kỳ vọng sẽ làm giảm giá thành trong nhiều ngành công nghiệp cùng lúc.

Các mô-đun SiC sẽ nâng cao hiệu suất thiết kế điện khi chúng tăng cường hiệu quả, tính bền vững và tổng thể công nghệ năng lượng. Thật tốt khi thấy rằng chúng ta đang hướng tới một thế giới mà cuộc sống của con người sẽ an toàn hơn khỏi những loại vấn đề này vì bây giờ, sau tất cả những điều này, con đường đã mở ra rất rộng cho việc tạo ra các giải pháp xanh và tiết kiệm năng lượng trong cuộc sống hàng ngày. Cuộc cách mạng của các hệ thống điện tử công suất dựa trên SiC: một cái nhìn tổng quan về quản lý năng lượng trong tương lai (vào tháng 6, năm 2020)