Pii on perinteisesti ollut tehopuolijohteiden t\u00e4rkein materiaali, mutta viime aikoina piikarbidi (SiC) on noussut esiin vaihtoehtoisena materiaalivalintana, joka tarjoaa paremman suorituskyvyn korkeal\u00e4mp\u00f6isiss\u00e4 ja korkeaj\u00e4nnitteisiss\u00e4 sovelluksissa.<\/p>\n
SiC-tehomoduuleissa on korkeammat kytkent\u00e4taajuudet ja pienemm\u00e4t h\u00e4vi\u00f6t pienempi\u00e4 passiivisia suodatinkomponentteja varten, mik\u00e4 mahdollistaa suuremman tehotiheyden j\u00e4rjestelmiss\u00e4 pienemmill\u00e4 kustannuksilla.<\/p>\n
Laajakaistaiset piikarbidipuolijohteet (SiC) voivat mullistaa tehomoduulien markkinat nopeammilla kytkent\u00e4nopeuksilla, pienemmill\u00e4 h\u00e4vi\u00f6ill\u00e4 ja pienemmill\u00e4 s\u00e4hk\u00f6magneettisilla h\u00e4iri\u00f6ill\u00e4 (EMI). SiC-moduulien etujen t\u00e4ysim\u00e4\u00e4r\u00e4inen hy\u00f6dynt\u00e4minen edellytt\u00e4\u00e4 kuitenkin asianmukaista l\u00e4hestymistapaa niiden suunnittelussa ja kokoonpanossa - t\u00e4ss\u00e4 on muutamia parhaita k\u00e4yt\u00e4nt\u00f6j\u00e4, jotka voivat auttaa kehitt\u00e4ji\u00e4 voittamaan mahdolliset esteet ja hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4\u00e4n kaikki edut.<\/p>\n
Nopeat SiC-tehotransistorit voivat v\u00e4hent\u00e4\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4n j\u00e4nnitett\u00e4 jopa 50%:ll\u00e4 ja tarjota samalla erinomaisen harmonisen suorituskyvyn, jolloin suunnittelijat voivat k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 pienempi\u00e4 passiivisia komponentteja ja lis\u00e4t\u00e4 tehotiheytt\u00e4. Kommutointi-induktanssi on edelleen yksi SiC-laitteisiin liittyvist\u00e4 ensisijaisista haasteista; sen lievent\u00e4miseksi suunnittelijat saattavat haluta sis\u00e4llytt\u00e4\u00e4 SiC-MOSFETit paketteihin, joissa loisinduktanssi on minimaalinen.<\/p>\n
SEMITOP E1\/E2 -tehomoduulialustassa on uusimmat sirusukupolvet eri topologioissa, kuten sixpack-, half-bridge- ja H-siltatopologioissa. Sen nastoitus on optimoitu helpottamaan piirilevysuunnittelua ja useiden tehomoduulien rinnakkaistamista samanaikaisesti, ja siin\u00e4 on eritt\u00e4in alhainen erityinen RDS(on)-l\u00e4mp\u00f6tilakerroin, joka mahdollistaa nopeat toimintanopeudet.<\/p>\n
Piikarbiditehomoduulit ovat erinomainen valinta sovelluksiin, joissa tarvitaan suurempaa tehotiheytt\u00e4, luotettavuutta ja nopeampia kytkent\u00e4nopeuksia. Niiden laaja l\u00e4mp\u00f6tila-alue ja korkea hy\u00f6tysuhde tekev\u00e4t niist\u00e4 houkuttelevan vaihtoehdon niin moottorik\u00e4ytt\u00f6ihin kuin akkulatureihinkin; lis\u00e4ksi ne kest\u00e4v\u00e4t suuria yliaaltovirtoja ja ovat l\u00e4mp\u00f6k\u00e4ytt\u00e4ytymiselt\u00e4\u00e4n parempia kuin perinteiset piitehopuolijohteet, mik\u00e4 tuo merkitt\u00e4vi\u00e4 kustannuss\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4.<\/p>\n
Monista eduistaan huolimatta suurnopeuskytkenn\u00e4n laajamittaiselle k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notolle teollisissa sovelluksissa on viel\u00e4 useita esteit\u00e4. N\u00e4it\u00e4 ovat muun muassa vaikeudet testata ja mitata kytkimi\u00e4 tarkasti, piirin loisvirrat, jotka voivat aiheuttaa j\u00e4nnitepiikkej\u00e4, EMI-m\u00e4\u00e4r\u00e4ysten noudattamatta j\u00e4tt\u00e4minen sek\u00e4 tehovaiheiden eritt\u00e4in monimutkaiset suunnittelu- ja integrointivaatimukset. Onneksi n\u00e4m\u00e4 ongelmat voidaan ratkaista useilla parhailla k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ill\u00e4 ja vapauttaa SiC-teknologian koko potentiaali suurnopeussovelluksissa.<\/p>\n
Wolfspeedin LM Power Module Platform hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 piikarbidin etuja vaativissa tehotiheyssovelluksissa, kuten s\u00e4hk\u00f6ajoneuvojen latureissa ja teollisuuden UPSeissa, kuten sen innovatiivisessa 62 mm:n moduulipaketissa, jossa SiC-kytkent\u00e4puolijohteet yhdistyv\u00e4t teollisuusstandardin mukaiseen pohjalevyyn, joka tuottaa 175 asteen jatkuvan liitosl\u00e4mp\u00f6tilan, ja jossa on luotettava Si3N4-tehonsubstraatti, joka takaa mekaanisen kest\u00e4vyyden vaativissa ymp\u00e4rist\u00f6iss\u00e4, sek\u00e4 AlSiC-peruslevy, jonka liitoskohdan l\u00e4mp\u00f6resistanssi on eritt\u00e4in alhainen, vain 0.15degC\/W kytkinasentoa kohti, mik\u00e4 takaa parhaan mahdollisen l\u00e4mm\u00f6nkest\u00e4vyyden ja mekaanisen kest\u00e4vyyden ankarissa olosuhteissa.<\/p>\n
Vetovoimansiirrot muodostavat suuren osan s\u00e4hk\u00f6ajoneuvon (EV) energiantuotosta, joten niiden on toimittava mahdollisimman tehokkaasti ja samalla niiden on viev\u00e4 mahdollisimman v\u00e4h\u00e4n tilaa painon minimoimiseksi. Lis\u00e4ksi kantaman maksimoimiseksi sen on tuotettava suuri teho pienest\u00e4 tilasta; t\u00e4h\u00e4n tarvitaan inverttereit\u00e4, jotka muuntavat tehon suuremmilla kytkent\u00e4taajuuksilla ja pienemmill\u00e4 h\u00e4vi\u00f6ill\u00e4 kuin perinteiset pii-IGBT:t.<\/p>\n
Laajakaistalevyinen piikarbidi (WBG SiC) on optimaalinen materiaali n\u00e4iden suorituskykytavoitteiden saavuttamiseksi. Perinteisiin Si-laitteisiin verrattuna WBG SiC -laitteet voivat toimia korkeammissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa ja j\u00e4nnitteiss\u00e4 ilman piilaitteille tyypillisi\u00e4 kytkent\u00e4h\u00e4vi\u00f6it\u00e4; lis\u00e4ksi sen kytkent\u00e4h\u00e4vi\u00f6t ovat piit\u00e4 pienemm\u00e4t, mik\u00e4 mahdollistaa korkeammat kytkent\u00e4taajuudet, jotka viime k\u00e4dess\u00e4 lis\u00e4\u00e4v\u00e4t hy\u00f6tysuhdetta ja tehotiheytt\u00e4.<\/p>\n
T\u00e4m\u00e4n vuoksi tehonmuuntoj\u00e4rjestelmien suunnittelijat luottavat yh\u00e4 enemm\u00e4n piikarbidilaitteisiin (SiC). Niiden hy\u00f6dyt ovat valtavat, mutta SiC:n k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n voi kuitenkin liitty\u00e4 omat haasteensa; esimerkiksi sen korkea l\u00e4mp\u00f6tila ja tehotasot voivat aiheuttaa kohtuutonta rasitusta juotosliitoksille, mik\u00e4 heikent\u00e4\u00e4 tehonvaihtokyky\u00e4 merkitt\u00e4v\u00e4sti. Vincotech on reagoinut t\u00e4h\u00e4n luomalla innovatiivisen sirujuottotekniikan, joka lievent\u00e4\u00e4 t\u00e4llaisia rasituksia ja parantaa SiC-moduulien tehonvaihtokyky\u00e4.<\/p>\n
SiC-moduuleilla on muita laitteita parempi l\u00e4mm\u00f6njohtavuus, mink\u00e4 ansiosta suunnittelijat voivat pienent\u00e4\u00e4 passiivisten suodatinkomponenttien kokoa ja lis\u00e4t\u00e4 tehotiheytt\u00e4 samalla kun l\u00e4mm\u00f6npoistotarve v\u00e4henee, mik\u00e4 alentaa j\u00e4rjestelm\u00e4n kokonaiskustannuksia.<\/p>\n
SiC voi my\u00f6s auttaa pienent\u00e4m\u00e4\u00e4n tehomuuntimien painoa ja kokoa, koska sen jalanj\u00e4lki on paljon pienempi kuin perinteisten piilaitteiden, mik\u00e4 auttaa parantamaan j\u00e4rjestelm\u00e4n tehokkuutta ja luotettavuutta samalla kun painoa ja kokoa v\u00e4hennet\u00e4\u00e4n.<\/p>\n
Sovelluksesta riippumatta tehomuuntimien valmistajien on varmistettava, ett\u00e4 niiden moduulit t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t vaativat suorituskykyvaatimukset. T\u00e4h\u00e4n kuuluu korkean kytkent\u00e4taajuuden ja alhaisen hajavirtainduktanssin saavuttaminen - n\u00e4m\u00e4 ovat olennaisia tekij\u00f6it\u00e4 optimaalisen suorituskyvyn edellytt\u00e4mien nopeiden reunanopeuksien yll\u00e4pit\u00e4miseksi. Onneksi Wolfspeedin kokonaan PiC:st\u00e4 valmistetut 3,3 kV:n tehomoduulit t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t n\u00e4m\u00e4 tiukat standardit alan johtavien virranjako- ja porttiohjainten vahvuuksien ansiosta.<\/p>\n
SiC-tehopuolijohteissa on huomattavasti pienemm\u00e4t h\u00e4vi\u00f6t kuin piist\u00e4 valmistetuissa puolijohteissa, mik\u00e4 mahdollistaa korkeammat kytkent\u00e4taajuudet ja pienemm\u00e4t passiiviset komponentit. Lis\u00e4ksi SiC kest\u00e4\u00e4 \u00e4\u00e4rimm\u00e4isi\u00e4 l\u00e4mp\u00f6tiloja menett\u00e4m\u00e4tt\u00e4 suorituskyky\u00e4\u00e4n ajan my\u00f6t\u00e4.<\/p>\n
N\u00e4iden tekij\u00f6iden ansiosta suunnittelijat voivat rakentaa energiatehokkaampia, pienikokoisia ja kustannustehokkaita tehonmuuntoj\u00e4rjestelmi\u00e4, joissa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n SiC-moduuleja. Niiden kevyt mutta joustava rakenne on johtanut 20%:n painos\u00e4\u00e4st\u00f6ihin Japanin Shinkansen-junaj\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4 k\u00e4ytetyiss\u00e4 junavaunujen vetovoimavaihtosuuntaajissa. Samoin s\u00e4hk\u00f6autojen ja rautateiden akkulatureiden latureissa voidaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 SiC:n lis\u00e4\u00e4ntynytt\u00e4 tehokkuutta ja suorituskyky\u00e4.<\/p>\n
SiC:n ohuempi materiaali v\u00e4hent\u00e4\u00e4 my\u00f6s kommutointi-induktanssia, mik\u00e4 mahdollistaa nopeammat kytkent\u00e4nopeudet, jotka johtavat pienempiin magneettisuodattimen komponenttikokoihin ja suurempaan tehotiheyteen. Korkeampi kytkent\u00e4taajuus alentaa my\u00f6s ripple-j\u00e4nnitett\u00e4 lyhyempien takaisinkytkent\u00e4silmukoiden ja pienemm\u00e4n EMI-tason vuoksi; sen pienemm\u00e4t kytkent\u00e4h\u00e4vi\u00f6t v\u00e4hent\u00e4v\u00e4t tehoh\u00e4vi\u00f6it\u00e4 entisest\u00e4\u00e4n ja lis\u00e4\u00e4v\u00e4t samalla l\u00e4mp\u00f6tilavakautta.<\/p>\n
Wolfspeed tarjoaa laajan valikoiman piikarbidimoduuleja, jotka t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t erilaisten sovellusten vaatimukset, mukaan lukien AC-DC-tehokertoimen korjausmoduulit, buck\/boost DC\/DC -moduulit, kaksisuuntaiset AC\/DC-moduulit ja korkeataajuiset DC\/DC-moduulit, jotka auttavat suunnittelijoita hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4\u00e4n moduulin edut. Wolfspeedin valikoimaan kuuluu my\u00f6s referenssisuunnitelmia ja arviointity\u00f6kalupaketteja suunnitteluprosessin avuksi.<\/p>\n
SiC on houkutteleva valinta, mutta sen t\u00e4yden tehopotentiaalin hy\u00f6dynt\u00e4minen edellytt\u00e4\u00e4 tiettyjen mekaanisten ominaisuuksien huomioimista. N\u00e4ihin haasteisiin kuuluvat l\u00e4mp\u00f6j\u00e4nnitys, korkeat k\u00e4ytt\u00f6l\u00e4mp\u00f6tilat ja rajoitettu tehonvaihtokyky - Vincotechin kehittynyt die-attach-tekniikka tarjoaa kuitenkin ratkaisuja n\u00e4iden ongelmien ratkaisemiseen lievent\u00e4m\u00e4ll\u00e4 juotosliitosten rasitusta - SiC-tehomoduulien heikkoa lenkki\u00e4.<\/p>\n
Yrityksen teknologia hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 patentoitua juotosseosta, jolla varmistetaan, ett\u00e4 tehomoduulit kest\u00e4v\u00e4t pitk\u00e4aikaista l\u00e4mp\u00f6rasitusta ilman piikiekkojen vaurioitumista, mik\u00e4 lis\u00e4\u00e4 syklin k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4 ja v\u00e4hent\u00e4\u00e4 vikaantumisriski\u00e4 vaativissa l\u00e4\u00e4ketieteellisiss\u00e4 virtal\u00e4hdesovelluksissa. Lis\u00e4ksi t\u00e4m\u00e4 edistyksellinen teknologia vahvistaa SiC-sirujen ja metallisubstraattien v\u00e4list\u00e4 sidosta, mik\u00e4 lis\u00e4\u00e4 edelleen SiC-sirujen syklikyky\u00e4.<\/p>\n
Piikarbidi (SiC), joka on laajan kaistanleveyden omaava puolijohdemateriaali, voi tarjota lukuisia etuja tehonmuuntosovelluksissa. N\u00e4ihin etuihin voivat kuulua parempi hy\u00f6tysuhde, alhaisemmat kustannukset ja pienempi koko - mutta n\u00e4iden potentiaalisten etujen toteuttaminen edellytt\u00e4\u00e4 kuitenkin erilaisten teknisten suunnitteluesteiden voittamista.<\/p>\n
SiC-tehomoduuleihin liittyy lis\u00e4haaste, kun on kyse niiden tehosyklikyvyn parantamisesta. Virranvaihtotesteiss\u00e4 simuloidaan todellisia tapahtumia, jotka rasittavat laitteiden sis\u00e4isi\u00e4 mekanismeja ja materiaaleja. Teollisuus k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 tehosyklitestej\u00e4 vertailukohtana niiden suorituskyvylle erilaisissa olosuhteissa; n\u00e4iden testien suorittamiseksi vaihtovirtatestilaite sy\u00f6tt\u00e4\u00e4 laitteisiin korkeaj\u00e4nnitteist\u00e4 vaihtovirtaa, joka aiheuttaa dissipatiivisia tapahtumia, jotka nostavat l\u00e4mp\u00f6tilaa merkitt\u00e4v\u00e4sti; korkeammat l\u00e4mp\u00f6tilat vaativat suuremman energiam\u00e4\u00e4r\u00e4n, jotta ne voivat siirty\u00e4 estotilasta johtavaan tilaan.<\/p>\n
Lis\u00e4\u00e4ntynyt kytkent\u00e4energia johtaa l\u00e4mm\u00f6ntuottoon, mik\u00e4 lyhent\u00e4\u00e4 laitteen k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4 ja lis\u00e4\u00e4 oikosulun tai lumivy\u00f6ryn aiheuttaman rikkoutumisen riski\u00e4. T\u00e4llaisissa olosuhteissa voi esiinty\u00e4 SC-virheit\u00e4 tai lumivy\u00f6ryn purkautumista, jolloin n\u00e4m\u00e4 laitteet eiv\u00e4t toimi ja lopulta menev\u00e4t kokonaan ep\u00e4kuntoon.<\/p>\n
Perinteisiin ratkaisuihin on kuulunut lis\u00e4komponenttien lis\u00e4\u00e4minen virtapiireihin laitteiden suojaamiseksi, mutta t\u00e4m\u00e4 lis\u00e4\u00e4 tehomuuntimien kokonaiskustannuksia ja monimutkaisuutta. T\u00e4m\u00e4n seurauksena Danfoss on kehitt\u00e4nyt uuden innovatiivisen Bond Buffer -liitostekniikan, joka ratkaisee n\u00e4m\u00e4 ongelmat tehokkaasti.<\/p>\n
T\u00e4ss\u00e4 patentoidussa tekniikassa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kuparilankaliimausta ja sintrattua kuoren kiinnityst\u00e4 korvaamaan juotosliitokset moduuleissa, jolloin ne voivat toimia korkeammissa maksimiliitosl\u00e4mp\u00f6tiloissa ilman virran heikkenemist\u00e4 sek\u00e4 parantaa luotettavuutta ja laajentaa virranvaihtokyky\u00e4.<\/p>\n
Vincotechin SiC-moduulialustassa yhdistyv\u00e4t piikarbidi-MOSFETien nopeus ja tehokkuus sek\u00e4 alan standardin mukainen 62 mm:n pakkaus, joka tarjoaa k\u00e4ytt\u00e4j\u00e4lle maksimaalisen hy\u00f6dyn matalan induktanssin sovelluksissa, kuten teollisuusmoottorik\u00e4yt\u00f6iss\u00e4, s\u00e4hk\u00f6autojen latureissa tai akkuk\u00e4ytt\u00f6isiss\u00e4 sovelluksissa.<\/p>\n
Vincotechin SiC-moduulit osoittivat ylivoimaista tehonvaihtokyky\u00e4 verrattuna kilpaileviin tuotteisiin, joissa k\u00e4ytettiin perinteist\u00e4 juotosseosta. T\u00e4m\u00e4 parannus johtuu sen paremmasta kyvyst\u00e4 absorboida ja haihduttaa l\u00e4mp\u00f6energiaa tehokkaasti.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Pii on perinteisesti ollut tehopuolijohteiden t\u00e4rkein materiaali, mutta viime aikoina piikarbidi (SiC) on noussut esiin vaihtoehtoisena materiaalivalintana, joka tarjoaa paremman suorituskyvyn korkeal\u00e4mp\u00f6isiss\u00e4 ja korkeaj\u00e4nnitteisiss\u00e4 sovelluksissa. SiC-tehomoduuleissa on korkeammat kytkent\u00e4taajuudet ja pienemm\u00e4t h\u00e4vi\u00f6t pienempi\u00e4 passiivisia suodatinkomponentteja varten, mik\u00e4 mahdollistaa suuremman tehotiheyden j\u00e4rjestelmiss\u00e4, joissa ...<\/p>\n