Aplicații ale carburei de siliciu

Printre componentele de bază ale vehiculelor electrice, modulele de putere pentru automobile – utilizând în principal tehnologia IGBT – joacă un rol crucial. Aceste module nu numai că determină performanța cheie a sistemului de acționare electrică, dar reprezintă și peste 40% din costul invertorului cu motor. Datorită avantajelor semnificative alecarbură de siliciu (SiC)față de materialele tradiționale din siliciu (Si), modulele SiC au fost din ce în ce mai adoptate și promovate în industria auto. Vehiculele electrice folosesc acum module SiC.

Domeniul vehiculelor cu energie nouă devine un câmp de luptă crucial pentru adoptarea pe scară largă acarbură de siliciu (SiC)dispozitive și module de alimentare. Producătorii cheie de semiconductori implementează în mod activ soluții precum configurații paralele SiC MOS, module de control electronice trifazate cu punte completă și module SiC MOS de calitate auto, care evidențiază potențialul semnificativ al materialelor SiC. Puterea ridicată, frecvența înaltă și caracteristicile de densitate mare de putere ale materialelor SiC permit o reducere substanțială a dimensiunii sistemelor electronice de control. În plus, proprietățile excelente de temperatură ridicată ale SiC au atras o atenție considerabilă în sectorul vehiculelor cu energie noi, ceea ce a condus la o dezvoltare și un interes viguros.

În prezent, cele mai comune dispozitive bazate pe SiC sunt diodele SiC Schottky (SBD) și MOSFET-urile SiC. În timp ce tranzistoarele bipolare cu poartă izolată (IGBT) combină avantajele atât ale MOSFET-urilor, cât și ale tranzistorilor cu joncțiune bipolară (BJT),Sic, ca material semiconductor cu bandă interzisă de a treia generație, oferă o performanță generală mai bună în comparație cu siliciul tradițional (Si). Cu toate acestea, majoritatea discuțiilor se concentrează pe MOSFET-urile SiC, în timp ce IGBT-urile SiC primesc puțină atenție. Această diferență se datorează în primul rând dominației IGBT-urilor pe bază de siliciu pe piață, în ciuda numeroaselor beneficii ale tehnologiei SiC.

Pe măsură ce materialele semiconductoare cu bandă interzisă de a treia generație câștigă tracțiune, dispozitivele și modulele SiC apar ca alternative potențiale la IGBT în diverse industrii. Cu toate acestea, SiC nu a înlocuit complet IGBT-urile. Principalul obstacol în calea adoptării este costul; Dispozitivele de alimentare SiC sunt de aproximativ șase până la nouă ori mai scumpe decât omologii lor din siliciu. În prezent, dimensiunea plachetei SiC principale este de șase inci, necesitând fabricarea prealabilă a substraturilor de Si. Rata mai mare de defecte asociată cu aceste napolitane contribuie la costurile lor ridicate, limitându-le avantajele de preț.

Deși s-au făcut unele eforturi pentru a dezvolta IGBT-uri SiC, prețurile lor sunt, în general, neatrăgătoare pentru majoritatea aplicațiilor de pe piață. În industriile în care costul este primordial, avantajele tehnologice ale SiC ar putea să nu fie la fel de convingătoare precum beneficiile de cost ale dispozitivelor tradiționale din siliciu. Cu toate acestea, în sectoare precum industria auto, care sunt mai puțin sensibile la preț, aplicațiile MOSFET SiC au progresat în continuare. În ciuda acestui fapt, MOSFET-urile SiC oferă într-adevăr avantaje de performanță față de IGBT-urile Si în anumite zone. În viitorul previzibil, se așteaptă ca ambele tehnologii să coexiste, deși lipsa actuală a stimulentelor de piață sau a cererii tehnice limitează dezvoltarea IGBT-urilor SiC de performanță superioară.

În viitor,carbură de siliciu (SiC)Tranzistoarele bipolare cu poartă izolată (IGBT) sunt de așteptat să fie implementate în principal în transformatoarele electronice de putere (PET). PET-urile sunt cruciale în domeniul tehnologiei de conversie a puterii, în special pentru aplicațiile de medie și înaltă tensiune, inclusiv construcția de rețele inteligente, integrarea internetului energetic, integrarea energiei regenerabile distribuite și invertoarele de tracțiune pentru locomotive electrice. Au câștigat recunoaștere pe scară largă pentru controlabilitatea lor excelentă, compatibilitatea ridicată a sistemului și performanța superioară a calității puterii.

Cu toate acestea, tehnologia tradițională PET se confruntă cu mai multe provocări, inclusiv eficiență scăzută de conversie, dificultăți în creșterea densității de putere, costuri ridicate și fiabilitate inadecvată. Multe dintre aceste probleme provin din limitările rezistenței de tensiune ale dispozitivelor semiconductoare de putere, care necesită utilizarea unor structuri complexe în serie în mai multe etape în aplicații de înaltă tensiune (cum ar fi cele care se apropie sau depășesc 10 kV). Această complexitate duce la un număr crescut de componente de putere, elemente de stocare a energiei și inductori.

Pentru a aborda aceste provocări, industria investighează în mod activ adoptarea de materiale semiconductoare de înaltă performanță, în special IGBT-uri SiC. Fiind un material semiconductor cu bandă interzisă largă de a treia generație, SiC îndeplinește cerințele pentru aplicații de înaltă tensiune, frecvență înaltă și putere mare datorită forței sale remarcabil de mare a câmpului electric de defalcare, bandgap-ului mare, ratei rapide de migrare a saturației electronilor și conductibilității termice excelente. IGBT-urile SiC au demonstrat deja performanțe excepționale în domeniul de tensiune medie și înaltă (inclusiv, dar fără a se limita la 10 kV și mai jos) în domeniul electronicii de putere, datorită caracteristicilor lor superioare de conducție, vitezei de comutare ultra-rapide și zonei de operare sigure largi.

Semicorex oferă calitate înaltăCarbură de siliciu. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com