Uporaba silicijevega karbida

Med osrednjimi komponentami električnih vozil imajo ključno vlogo avtomobilski napajalni moduli, ki uporabljajo predvsem tehnologijo IGBT. Ti moduli ne določajo le ključne zmogljivosti električnega pogonskega sistema, temveč predstavljajo tudi več kot 40 % stroškov motornega pretvornika. Zaradi pomembnih prednostisilicijev karbid (SiC)V primerjavi s tradicionalnimi silicijevimi (Si) materiali se moduli SiC vse bolj sprejemajo in spodbujajo v avtomobilski industriji. Električna vozila zdaj uporabljajo module SiC.

Področje novih energetskih vozil postaja ključno bojišče za široko uporabosilicijev karbid (SiC)napajalne naprave in moduli. Ključni proizvajalci polprevodnikov aktivno uvajajo rešitve, kot so vzporedne konfiguracije SiC MOS, trifazni elektronski krmilni moduli s polnim mostom in moduli SiC MOS za avtomobilsko uporabo, ki poudarjajo pomemben potencial materialov SiC. Značilnosti visoke moči, visoke frekvence in visoke gostote moči SiC materialov omogočajo znatno zmanjšanje velikosti elektronskih nadzornih sistemov. Poleg tega so odlične visokotemperaturne lastnosti SiC-ja pritegnile veliko pozornosti v sektorju novih energetskih vozil, kar je privedlo do močnega razvoja in zanimanja.

Trenutno so najpogostejše naprave na osnovi SiC Schottky diode (SBD) in MOSFET-ji SiC. Medtem ko bipolarni tranzistorji z izoliranimi vrati (IGBT) združujejo prednosti MOSFET-jev in bipolarnih spojnih tranzistorjev (BJT),SiC, kot širokopasovni polprevodniški material tretje generacije, ponuja boljše splošno delovanje v primerjavi s tradicionalnim silicijem (Si). Vendar se večina razprav osredotoča na SiC MOSFET-je, medtem ko je SiC IGBT deležen malo pozornosti. Ta razlika je predvsem posledica prevlade IGBT-jev na osnovi silicija na trgu kljub številnim prednostim tehnologije SiC.

Ko se širokopasovni polprevodniški materiali tretje generacije vse bolj uveljavljajo, se naprave in moduli SiC pojavljajo kot možne alternative IGBT-jem v različnih panogah. Kljub temu SiC ni v celoti nadomestil IGBT-jev. Glavna ovira za posvojitev je strošek; SiC napajalne naprave so približno šest- do devetkrat dražje od silicijevih analogov. Trenutno je glavna velikost rezin SiC šest palcev, kar zahteva predhodno izdelavo substratov Si. Višja stopnja napak, povezana s temi rezinami, prispeva k njihovim višjim stroškom, kar omejuje njihove cenovne prednosti.

Čeprav je bilo nekaj truda vloženega v razvoj SiC IGBT-jev, so njihove cene na splošno neprivlačne za večino tržnih aplikacij. V panogah, kjer so stroški najpomembnejši, tehnološke prednosti SiC morda niso tako prepričljive kot stroškovne prednosti tradicionalnih silicijevih naprav. Vendar so v sektorjih, kot je avtomobilska industrija, ki so manj občutljivi na ceno, aplikacije SiC MOSFET še napredovale. Kljub temu MOSFET-ji SiC na določenih področjih dejansko nudijo prednosti v primerjavi z IGBT-ji Si. V bližnji prihodnosti se pričakuje, da bosta obe tehnologiji sobivali, čeprav trenutno pomanjkanje tržnih spodbud ali tehničnega povpraševanja omejuje razvoj zmogljivejših SiC IGBT.

V prihodnosti,silicijev karbid (SiC)Pričakuje se, da bodo bipolarni tranzistorji z izoliranimi vrati (IGBT) uporabljeni predvsem v energetskih elektronskih transformatorjih (PET). PET so ključnega pomena na področju tehnologije pretvorbe električne energije, zlasti za srednje in visokonapetostne aplikacije, vključno s pametno gradnjo omrežij, integracijo energetskega interneta, integracijo distribuirane obnovljive energije in vlečne pretvornike električnih lokomotiv. Pridobili so splošno priznanje zaradi odlične vodljivosti, visoke sistemske združljivosti in vrhunske kakovosti električne energije.

Vendar se tradicionalna tehnologija PET sooča z več izzivi, vključno z nizko učinkovitostjo pretvorbe, težavami pri povečanju gostote moči, visokimi stroški in neustrezno zanesljivostjo. Veliko teh vprašanj izhaja iz omejitev napetostnega upora močnostnih polprevodniških naprav, ki zahtevajo uporabo kompleksnih večstopenjskih serijskih struktur v visokonapetostnih aplikacijah (kot so tiste, ki se približujejo ali presegajo 10 kV). Ta kompleksnost vodi do povečanega števila močnostnih komponent, elementov za shranjevanje energije in induktorjev.

Da bi se soočila s temi izzivi, industrija aktivno raziskuje sprejetje visoko zmogljivih polprevodniških materialov, zlasti SiC IGBT. Kot polprevodniški material tretje generacije s širokim pasovnim razmikom SiC izpolnjuje zahteve za visokonapetostne, visokofrekvenčne in močne aplikacije zaradi svoje izjemno visoke prebojne električne poljske jakosti, širokega pasovnega razmika, hitre hitrosti nasičenja elektronov in odlične toplotne prevodnosti. SiC IGBT so že dokazali izjemno zmogljivost v območju srednje in visoke napetosti (vključno z, vendar ne omejeno na 10 kV in manj) na področju močnostne elektronike, zahvaljujoč svojim vrhunskim prevodnim karakteristikam, ultra hitrim preklopnim hitrostim in širokemu varnemu območju delovanja.

Semicorex ponuja visoko kakovostSilicijev karbid. Če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete dodatne podrobnosti, ne oklevajte in stopite v stik z nami.

Kontaktna telefonska številka +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com