碳化硅(SiC)技術(shù)的新興機(jī)遇是無(wú)限的。只要需要高度可靠的電源系統(tǒng),SiC MOSFET 就能為許多行業(yè)的許多不同應(yīng)用提供高效率,包括那些必須在惡劣環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用。
與硅絕緣柵雙極晶體管(Si IGBT)相比,使用SiC進(jìn)行設(shè)計(jì)可在所有負(fù)載工作點(diǎn)實(shí)現(xiàn)非常高的效率,從而實(shí)現(xiàn)更小的功率密度系統(tǒng),具有高可靠性和更低的系統(tǒng)級(jí)成本。然而,迄今為止,3300 V范圍內(nèi)的SiC選項(xiàng)很少,這是Wolfspeed新型SiC裸片MOSFET的動(dòng)力。
效率對(duì)于中壓電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)至關(guān)重要,堅(jiān)固性、緊湊性和輕量化也至關(guān)重要。這些 SiC 特性是降低總系統(tǒng)、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵因素。
這些優(yōu)勢(shì)對(duì)各種日常場(chǎng)景和應(yīng)用都有切實(shí)的影響:
火車和牽引系統(tǒng):動(dòng)力裝置,包括輔助動(dòng)力裝置 (APU) 和牽引動(dòng)力裝置 (TPU),存在于許多不同類型的車輛中,用于移動(dòng)貨物和人員,包括電動(dòng)巴士、輕軌列車、重型貨運(yùn)和送貨車輛。電動(dòng)汽車同時(shí)具有APU和TPU,可能非常笨重。Wolfspeed 碳化硅 MOSFET 使設(shè)計(jì)人員能夠構(gòu)建更小、更高功率密度的系統(tǒng),提供無(wú)與倫比的性能、更低的熱損耗和更高的可靠性。
工業(yè)不間斷電源 (UPS):備用電源應(yīng)與主電源一樣高效 – 與硅電源相比,Wolfspeed 的碳化硅 MOSFET 可將損耗降低 30%,節(jié)省高達(dá) 15% 的系統(tǒng)成本,并將功率密度提高多達(dá) 50%。最重要的是,它們是可靠的。采用 SiC MOSFET 的 UPS 系統(tǒng)可降低功率損耗并降低總擁有成本,同時(shí)提高功率密度,使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒏鄠溆秒娫捶庋b到單個(gè)外殼中,或裝入更小、更輕的系統(tǒng)中,以應(yīng)對(duì)空間受限的環(huán)境。
工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:SiC 的快速開關(guān)和降低的損耗使其成為高效集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的理想選擇,因?yàn)樗乖O(shè)計(jì)人員能夠減小電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的尺寸并使其更靠近電機(jī),從而降低成本并提高可靠性。
重型車輛:重型車輛的電氣化要求車輛的部件(包括高效逆變器)能夠處理更多功率,同時(shí)繼續(xù)調(diào)節(jié)工作溫度。與Si IGBT解決方案相比,基于SiC的逆變器設(shè)計(jì)已證明可顯著提高功率密度。SiC 的熱管理功能有助于減少元件尺寸,提高性能和效率,并支持重型應(yīng)用中逆變器的更高頻率操作。
碳化硅可實(shí)現(xiàn)更小、更輕、更具成本效益的設(shè)計(jì),更高效地轉(zhuǎn)換能源并支持各種最終用途應(yīng)用。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言,Wolfspeed 的 Gen3 3300 V 裸片碳化硅 MOSFET 在系統(tǒng)和芯片級(jí)別都具有優(yōu)勢(shì)。
在系統(tǒng)層面,由于出色的導(dǎo)熱性,冷卻要求降低,這意味著散熱器和風(fēng)扇等冷卻組件可以更小,從而減少系統(tǒng)的體積、重量和成本。通過在更高的開關(guān)頻率下工作,儲(chǔ)能無(wú)源器件的尺寸也減小了,牽引電機(jī)諧波損耗也減小了。
在芯片層面,Wolfspeed 的第三代 3 V 碳化硅裸片 MOSFET 使用其本征體二極管,因此與硅 IGBT 相比,減少了物料清單 (BOM)。與Si IGBT相比,SiC MOSFET在更高的溫度下也以更高的開關(guān)速度工作,從低至-3300°C到高達(dá)55°C。
審核編輯:郭婷
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