Aplikace karbidu křemíku

Mezi základními součástmi elektrických vozidel hrají klíčovou roli automobilové výkonové moduly – primárně využívající technologii IGBT. Tyto moduly nejen určují klíčový výkon systému elektrického pohonu, ale také tvoří více než 40 % nákladů na motorový měnič. Vzhledem k významným výhodámkarbid křemíku (SiC)oproti tradičním křemíkovým (Si) materiálům jsou v automobilovém průmyslu stále více přijímány a propagovány moduly SiC. Elektromobily nyní využívají moduly SiC.

Oblast nových energetických vozidel se stává rozhodujícím bojištěm pro široké přijetíkarbid křemíku (SiC)napájecí zařízení a moduly. Klíčoví výrobci polovodičů aktivně nasazují řešení, jako jsou paralelní konfigurace SiC MOS, třífázové plně můstkové elektronické řídicí moduly a SiC MOS moduly automobilové třídy, které zdůrazňují významný potenciál SiC materiálů. Charakteristiky vysokého výkonu, vysoké frekvence a vysoké hustoty výkonu materiálů SiC umožňují podstatné snížení velikosti elektronických řídicích systémů. Kromě toho si vynikající vlastnosti SiC při vysokých teplotách získaly značnou pozornost v sektoru nových energetických vozidel, což vedlo k prudkému vývoji a zájmu.

V současnosti jsou nejběžnějšími zařízeními na bázi SiC SiC Schottkyho diody (SBD) a SiC MOSFETy. Zatímco bipolární tranzistory s izolovaným hradlem (IGBT) kombinují výhody MOSFETů a bipolárních přechodových tranzistorů (BJT),SiC, jako polovodičový materiál třetí generace s širokým pásmovým odstupem nabízí lepší celkový výkon ve srovnání s tradičním křemíkem (Si). Většina diskusí se však zaměřuje na SiC MOSFET, zatímco SiC IGBT věnuje malou pozornost. Tento rozdíl je primárně způsoben dominancí IGBT na bázi křemíku na trhu navzdory četným výhodám technologie SiC.

Vzhledem k tomu, že polovodičové materiály třetí generace se širokým pásmovým odstupem získávají na síle, SiC zařízení a moduly se objevují jako potenciální alternativy k IGBT v různých průmyslových odvětvích. Nicméně SiC plně nenahradil IGBT. Hlavní překážkou přijetí jsou náklady; Napájecí zařízení SiC jsou přibližně šestkrát až devětkrát dražší než jejich křemíkové protějšky. V současné době je velikost hlavního proudu SiC plátku šest palců, což vyžaduje předchozí výrobu Si substrátů. Vyšší chybovost spojená s těmito wafery přispívá k jejich zvýšeným nákladům a omezuje jejich cenové výhody.

I když bylo vynaloženo určité úsilí na vývoj SiC IGBT, jejich ceny jsou obecně pro většinu tržních aplikací neatraktivní. V průmyslových odvětvích, kde jsou náklady prvořadé, nemusí být technologické výhody SiC tak přesvědčivé jako cenové výhody tradičních křemíkových zařízení. V odvětvích, jako je automobilový průmysl, které jsou méně citlivé na cenu, však aplikace SiC MOSFET dále pokročily. Navzdory tomu SiC MOSFETy skutečně nabízejí v určitých oblastech výkonnostní výhody oproti Si IGBT. V dohledné budoucnosti se očekává, že obě technologie budou koexistovat, ačkoli současný nedostatek tržních pobídek nebo technická poptávka omezuje vývoj výkonnějších SiC IGBT.

V budoucnu,karbid křemíku (SiC)Očekává se, že bipolární tranzistory s izolovaným hradlem (IGBT) budou implementovány především ve výkonových elektronických transformátorech (PET). PETs jsou klíčové v oblasti technologie přeměny energie, zejména pro aplikace středního a vysokého napětí, včetně výstavby inteligentních sítí, integrace energetického internetu, integrace distribuované obnovitelné energie a trakčních střídačů elektrických lokomotiv. Získaly široké uznání pro svou vynikající ovladatelnost, vysokou systémovou kompatibilitu a vynikající výkon v kvalitě napájení.

Tradiční PET technologie však čelí několika výzvám, včetně nízké účinnosti konverze, obtíží při zvyšování hustoty výkonu, vysokých nákladů a nedostatečné spolehlivosti. Mnohé z těchto problémů pramení z omezení napěťového odporu výkonových polovodičových součástek, které vyžadují použití složitých vícestupňových sériových struktur ve vysokonapěťových aplikacích (jako jsou ty, které se blíží nebo překračují 10 kV). Tato složitost vede ke zvýšenému počtu výkonových komponentů, prvků pro ukládání energie a induktorů.

K řešení těchto problémů průmysl aktivně zkoumá přijetí vysoce výkonných polovodičových materiálů, konkrétně SiC IGBT. Jako polovodičový materiál třetí generace s širokým pásmovým odstupem splňuje SiC požadavky pro vysokonapěťové, vysokofrekvenční a vysokovýkonové aplikace díky své pozoruhodně vysoké průrazné síle elektrického pole, širokému pásmu, rychlé rychlosti migrace elektronového nasycení a vynikající tepelné vodivosti. SiC IGBT již prokázaly výjimečný výkon v rozsahu středního a vysokého napětí (včetně, ale bez omezení na 10 kV a níže) v oblasti výkonové elektroniky, díky svým vynikajícím vodivým charakteristikám, ultra rychlým spínacím rychlostem a široké bezpečné provozní oblasti.

Semicorex nabízí vysokou kvalituKarbid křemíku. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com