Tradici\u0161kai galios puslaidininkiams naudojamas silicis, ta\u010diau pastaruoju metu silicio karbidas (SiC) tapo alternatyvia med\u017eiaga, u\u017etikrinan\u010dia geresnes eksploatacines savybes didel\u0117s \u0161ilumos ir auk\u0161tos \u012ftampos srityse.<\/p>\n
SiC maitinimo moduliai pasi\u017eymi didesniais perjungimo da\u017eniais ir ma\u017eesniais nuostoliais, tod\u0117l kompakti\u0161kesni pasyvi\u0173j\u0173 filtr\u0173 komponentai u\u017etikrina didesn\u012f galios tank\u012f sistemose ma\u017eesn\u0117mis s\u0105naudomis.<\/p>\n
Pla\u010diajuos\u010diai silicio karbido (SiC) galios puslaidininkiai gali i\u0161 esm\u0117s pakeisti galios moduli\u0173 rink\u0105 d\u0117l didesnio perjungimo grei\u010dio, ma\u017eesni\u0173 nuostoli\u0173 ir ma\u017eesni\u0173 elektromagnetini\u0173 trikd\u017ei\u0173 (EMI). Ta\u010diau norint visapusi\u0161kai i\u0161naudoti SiC moduli\u0173 privalumus, reikia taikyti tinkam\u0105 po\u017ei\u016br\u012f juos projektuojant ir montuojant - \u0161tai keletas geriausios praktikos pavyzd\u017ei\u0173, kurie gali pad\u0117ti k\u016br\u0117jams \u012fveikti visas kli\u016btis ir i\u0161naudoti visus j\u0173 privalumus.<\/p>\n
Didel\u0117s spartos SiC galios tranzistoriai gali suma\u017einti sistemos \u012ftamp\u0105 iki 50%, kartu u\u017etikrindami puikias harmonines charakteristikas, tod\u0117l projektuotojai gali naudoti ma\u017eesnius pasyvius komponentus ir padidinti galios tank\u012f. Komutacijos induktyvumas teb\u0117ra viena i\u0161 pagrindini\u0173 problem\u0173, susijusi\u0173 su SiC prietaisais; nor\u0117dami j\u012f suma\u017einti, projektuotojai gali nor\u0117ti \u012ftraukti SiC MOSFET \u012f paketus su minimaliu parazitiniu induktyvumu.<\/p>\n
SEMITOP E1\/E2 maitinimo moduli\u0173 platformoje naudojamos naujausios lust\u0173 kartos \u012fvairiose topologijose, pavyzd\u017eiui, \"sixpack\", \"half-bridge\" ir \"H-bridge\" topologijos. Jos i\u0161vad\u0173 i\u0161d\u0117stymas optimizuotas taip, kad b\u016bt\u0173 lengviau projektuoti spausdintines plok\u0161tes ir lygiagre\u010diai sujungti kelis maitinimo modulius vienu metu, be to, pasi\u017eymi itin ma\u017eu specifiniu RDS(on) temperat\u016briniu koeficientu, leid\u017eian\u010diu veikti dideliu grei\u010diu.<\/p>\n
Silicio karbido maitinimo moduliai yra puikus pasirinkimas, kai reikia didesnio galios tankio, patikimumo ir didesnio perjungimo grei\u010dio. D\u0117l plataus temperat\u016brinio diapazono ir didelio efektyvumo jie yra patrauklus pasirinkimas tiek varikli\u0173 pavaroms, tiek akumuliatori\u0173 \u012fkrovikliams; be to, jie gali atlaikyti dideles \u0161uoli\u0173 sroves ir pasi\u017eymi geresn\u0117mis \u0161ilumin\u0117mis savyb\u0117mis, palyginti su \u012fprastiniais silicio galios puslaidininkiais, tod\u0117l gerokai suma\u017e\u0117ja s\u0105naudos.<\/p>\n
Net ir turint daugyb\u0119 privalum\u0173, greitam perjungimui vis dar yra keletas kli\u016b\u010di\u0173, trukdan\u010di\u0173 j\u012f pla\u010diai pritaikyti pramon\u0117je. Tarp j\u0173 - sunkumai tiksliai i\u0161bandyti ir i\u0161matuoti jungiklius, grandin\u0117s parazitin\u0117s savyb\u0117s, galin\u010dios sukelti \u012ftampos \u0161uolius, neatitikimas elektromagnetin\u0117s spinduliuot\u0117s taisykl\u0117ms, taip pat labai sud\u0117tingi galios pakop\u0173 projektavimo ir integravimo reikalavimai. Laimei, kelios geriausios praktikos pavyzd\u017eiai gali pad\u0117ti \u012fveikti \u0161ias problemas ir atskleisti vis\u0105 SiC technologijos potencial\u0105 didel\u0117s spartos taikomosiose programose.<\/p>\n
\"Wolfspeed\" LM maitinimo moduli\u0173 platformoje naudojami silicio karbido privalumai, susij\u0119 su reikliais galios tankio taikymais, tokiais kaip elektrini\u0173 transporto priemoni\u0173 \u012fkrovikliai ir pramoniniai UPS, pvz., naujovi\u0161ka 62 mm modulio pakuot\u0117, kurioje sujungti SiC komutaciniai puslaidininkiai ir pramoninio standarto pagrindo plok\u0161t\u0117, u\u017etikrinanti 175 laipsni\u0173 nuolatin\u0119 sand\u016bros temperat\u016br\u0105, ir patikimas Si3N4 maitinimo substratas, garantuojantis mechanin\u012f atsparum\u0105 at\u0161iaurioms aplinkos s\u0105lygoms, be to, AlSiC pagrindo plok\u0161t\u0117, kurios sand\u016bros ir skys\u010dio \u0161ilumin\u0117 var\u017ea yra itin ma\u017ea - 0.15 laipsni\u0173 C\/W kiekvienai jungiklio pad\u0117\u010diai, kad b\u016bt\u0173 u\u017etikrintas did\u017eiausias \u0161iluminis atsparumas ir mechaninis patvarumas at\u0161iauriomis s\u0105lygomis.<\/p>\n
Traukos pavaros generuoja did\u017ei\u0105j\u0105 dal\u012f elektromobilio energijos, tod\u0117l jos turi veikti maksimaliai efektyviai ir u\u017eimti kuo ma\u017eiau vietos, kad b\u016bt\u0173 kuo ma\u017eesnis j\u0173 svoris. Be to, siekiant maksimaliai padidinti rid\u0105, ji turi generuoti didel\u0119 i\u0161\u0117jimo gali\u0105 i\u0161 ma\u017eo ploto; tam reikalingi keitikliai, kurie konvertuoja energij\u0105 didesniais perjungimo da\u017eniais ir ma\u017eesniais nuostoliais nei tradiciniai silicio IGBT.<\/p>\n
Pla\u010diajuostis silicio karbidas (WBG SiC) yra optimali med\u017eiaga \u0161iems tikslams pasiekti. Palyginti su \u012fprastais Si prietaisais, WBG SiC prietaisai gali veikti auk\u0161tesn\u0117je temperat\u016broje ir esant auk\u0161tesnei \u012ftampai, nepatirdami perjungimo nuostoli\u0173, kaip silicio prietaisai; be to, jie pasi\u017eymi ma\u017eesniais perjungimo nuostoliais nei silicis, tod\u0117l gali b\u016bti naudojami didesniais perjungimo da\u017eniais, o tai galiausiai padidina efektyvum\u0105 ir galios tank\u012f.<\/p>\n
Tod\u0117l energijos konversijos sistem\u0173 projektuotojai vis da\u017eniau remiasi silicio karbido (SiC) \u012ftaisais. J\u0173 privalumai labai dideli, ta\u010diau naudojant SiC gali kilti \u012fvairi\u0173 sunkum\u0173, pavyzd\u017eiui, d\u0117l auk\u0161tos temperat\u016bros ir galios lygio gali b\u016bti pernelyg \u012ftemptos lydmetalio jungtys, d\u0117l to labai suma\u017e\u0117ja galios ciklo paj\u0117gumas. Bendrov\u0117 \"Vincotech\" \u012f tai reagavo sukurdama naujovi\u0161k\u0105 lust\u0173 litavimo technologij\u0105, kuri suma\u017eina tokius \u012ftempius ir pagerina SiC moduli\u0173 galios ciklo galimybes.<\/p>\n
SiC moduliai pasi\u017eymi geresniu \u0161ilumos laidumu nei kiti \u012frenginiai, tod\u0117l projektuotojai gali suma\u017einti pasyvi\u0173j\u0173 filtr\u0173 komponent\u0173 dyd\u017eius, kad b\u016bt\u0173 pasiektas didesnis galios tankis, ir kartu suma\u017einti \u0161ilumos i\u0161sklaidymo poreik\u012f, taip suma\u017eindami bendras sistemos s\u0105naudas.<\/p>\n
SiC taip pat gali pad\u0117ti suma\u017einti galios keitikli\u0173 svor\u012f ir dyd\u012f, nes jo u\u017eimamas plotas yra daug ma\u017eesnis nei tradicini\u0173 silicio prietais\u0173, o tai padeda padidinti sistemos efektyvum\u0105 ir patikimum\u0105, kartu suma\u017einant svor\u012f ir dyd\u012f.<\/p>\n
Nepriklausomai nuo taikymo srities, galios keitikli\u0173 gamintojai turi u\u017etikrinti, kad j\u0173 moduliai atitikt\u0173 grie\u017etus na\u0161umo kriterijus. Tai apima auk\u0161t\u0105 perjungimo da\u017en\u012f ir ma\u017e\u0105 klaid\u017eiojan\u010di\u0105 induktyvum\u0105 - esminius elementus, reikalingus optimaliam veikimui u\u017etikrinti, kad b\u016bt\u0173 i\u0161laikytas greitas kra\u0161tini\u0173 da\u017enis. Laimei, \"Wolfspeed\" 3,3 kV \u012ftampos visi\u0161kai silicio oksido maitinimo moduliai atitinka \u0161iuos grie\u017etus standartus d\u0117l pirmaujan\u010di\u0173 pramon\u0117je srov\u0117s dalijimosi ir u\u017et\u016bros tvarkykl\u0117s stipri\u0173j\u0173 savybi\u0173.<\/p>\n
SiC galios puslaidininkiai su pla\u010diajuoste juosta pasi\u017eymi gerokai ma\u017eesniais nuostoliais, palyginti su silicio puslaidininkiais, tod\u0117l galima naudoti didesnius perjungimo da\u017enius ir ma\u017eesnius pasyvius komponentus. Be to, SiC gali atlaikyti ekstremalias temperat\u016bras ir laikui b\u0117gant neprarasti savo eksploatacini\u0173 savybi\u0173.<\/p>\n
\u0160ie veiksniai leid\u017eia projektuotojams kurti efektyvesnes, kompakti\u0161kesnes ir ekonomi\u0161kesnes energijos konversijos sistemas naudojant SiC modulius. D\u0117l j\u0173 lengvos, bet lanks\u010dios konstrukcijos pavyko sutaupyti 20% gele\u017einkelio vagon\u0173 traukos inverteri\u0173, naudojam\u0173 Japonijos traukini\u0173 sistemoje \"Shinkansen\", svorio; pana\u0161iai ir elektromobili\u0173 \u012fkrovikliai bei gele\u017einkelio baterij\u0173 \u012fkrovikliai gali pasinaudoti didesniu SiC efektyvumu ir na\u0161umu.<\/p>\n
Plonesn\u0117 SiC med\u017eiaga taip pat suma\u017eina komutacijos induktyvum\u0105, tod\u0117l galima pasiekti didesn\u012f perjungimo greit\u012f, o tai lemia ma\u017eesnius magnetini\u0173 filtr\u0173 komponent\u0173 dyd\u017eius ir didesn\u012f galios tank\u012f. Didesnis perjungimo da\u017enis taip pat suma\u017eina pulsacijos \u012ftamp\u0105, tod\u0117l trumpesn\u0117s gr\u012f\u017etamojo ry\u0161io kilpos ir ma\u017eesnis elektromagnetin\u0117s tar\u0161os lygis; suma\u017e\u0117j\u0119 perjungimo nuostoliai dar labiau suma\u017eina galios nuostolius ir kartu padidina temperat\u016brin\u012f stabilum\u0105.<\/p>\n
\"Wolfspeed\" si\u016blo plat\u0173 silicio karbido moduli\u0173 asortiment\u0105, atitinkant\u012f \u012fvairi\u0173 program\u0173 reikalavimus, \u012fskaitant AC-DC galios koeficiento korekcijos modulius, \"buck\/boost\" DC\/DC modulius, dvikryp\u010dius AC\/DC modulius ir auk\u0161to da\u017enio DC\/DC modulius, kurie pad\u0117s projektuotojams i\u0161naudoti j\u0173 privalumus. \u012e \"Wolfspeed\" asortiment\u0105 taip pat \u012feina etaloniniai projektai ir vertinimo priemoni\u0173 rinkiniai, padedantys projektavimo procese.<\/p>\n
SiC yra patrauklus pasirinkimas, ta\u010diau norint i\u0161naudoti vis\u0105 jo galios potencial\u0105 reikia atkreipti d\u0117mes\u012f \u012f tam tikras mechanines savybes. \u0160ie i\u0161\u0161\u016bkiai apima termin\u0119 \u012ftamp\u0105, auk\u0161t\u0105 darbin\u0119 temperat\u016br\u0105 ir ribotas galios cikl\u0173 galimybes, ta\u010diau \"Vincotech\" pa\u017eangi \"die-attach\" technologija si\u016blo sprendimus, kaip \u012fveikti \u0161iuos sunkumus, nes i\u0161laisvina lydmetalio jungtis nuo \u012ftampos - silpnosios SiC galios moduli\u0173 grandies.<\/p>\n
Bendrov\u0117s technologijoje naudojamas patentuotas lydmetalis, u\u017etikrinantis, kad maitinimo moduliai atlaikyt\u0173 ilgalaik\u0119 \u0161ilumin\u0119 \u012ftamp\u0105, nepa\u017eeisdami silicio plok\u0161teli\u0173, taip pailgindami cikl\u0173 trukm\u0119 ir suma\u017eindami gedim\u0173 rizik\u0105 sud\u0117tingose medicininio maitinimo srityse. Be to, \u0161i pa\u017eangi technologija sustiprina SiC mikroschem\u0173 ir metalini\u0173 substrat\u0173 sujungim\u0105, taip dar labiau padidindama SiC mikroschem\u0173 atsparum\u0105 ciklams.<\/p>\n
Silicio karbidas (SiC), kaip plataus pralaidumo puslaidininkin\u0117 med\u017eiaga, gali tur\u0117ti daug privalum\u0173 energijos konversijos srityse. \u0160ie privalumai gali apimti didesn\u012f efektyvum\u0105, ma\u017eesnes s\u0105naudas ir ma\u017eesnius matmenis, ta\u010diau norint pasinaudoti \u0161iais galimais privalumais, b\u016btina \u012fveikti \u012fvairias technines projektavimo kli\u016btis.<\/p>\n
SiC maitinimo moduliai kelia papildom\u0173 i\u0161\u0161\u016bki\u0173, kai reikia padidinti j\u0173 galios cikli\u0161kumo galimybes. Maitinimo cikl\u0173 bandymai imituoja realius \u012fvykius, kurie apkrauna vidinius \u012frengini\u0173 mechanizmus ir med\u017eiagas. Pramon\u0117je galios cikl\u0173 bandymai naudojami kaip j\u0173 veikimo skirtingomis s\u0105lygomis etalonas; \u0161iems bandymams atlikti kintamosios srov\u0117s bandym\u0173 ma\u0161ina prietaisus veikia auk\u0161tos \u012ftampos kintam\u0105ja srove, kuri sukelia i\u0161sklaidymo rei\u0161kinius, d\u0117l kuri\u0173 labai padid\u0117ja temperat\u016bra; auk\u0161tesnei temperat\u016brai pasiekti reikia didesnio energijos kiekio, kad prietaisai i\u0161 blokavimo b\u016bsenos pereit\u0173 \u012f laidumo b\u016bsen\u0105.<\/p>\n
Padid\u0117jus perjungimo energijai, i\u0161siskiria \u0161iluma, tod\u0117l sutrump\u0117ja prietaiso tarnavimo laikas ir padid\u0117ja trumpojo jungimo ar lavininio gedimo rizika. Tokiomis s\u0105lygomis gali \u012fvykti SC gedimai arba lavininis pramu\u0161imas, tod\u0117l \u0161ie prietaisai tampa nefunkcional\u016bs ir galiausiai visi\u0161kai sugenda.<\/p>\n
Tradiciniais sprendimais \u012f grandines b\u016bdavo \u012ftraukiami papildomi komponentai, kad b\u016bt\u0173 galima apsaugoti \u012frenginius, ta\u010diau d\u0117l to padid\u0117ja bendra maitinimo keitikli\u0173 kaina ir sud\u0117tingumas. Tod\u0117l \"Danfoss\" pasi\u016bl\u0117 naujovi\u0161k\u0105 nauj\u0105 jungimo ir sujungimo technologij\u0105, vadinam\u0105 \"Bond Buffer\", kuri veiksmingai i\u0161sprend\u017eia \u0161ias problemas.<\/p>\n
\u0160is patentuotas metodas naudoja varin\u0117s vielos sujungim\u0105 ir sukepint\u0105 matric\u0105, kad b\u016bt\u0173 pakeistos moduli\u0173 litavimo jungtys, tod\u0117l jie gali veikti auk\u0161tesn\u0117je maksimalioje sand\u016bros temperat\u016broje, nesuma\u017e\u0117jus srovei, taip pat padid\u0117ja patikimumas ir i\u0161ple\u010diama galimyb\u0117 naudoti energijos ciklus.<\/p>\n
\"Vincotech\" SiC moduli\u0173 platforma sujungia silicio karbido MOSFET'\u0173 greit\u012f ir efektyvum\u0105 su 62 mm standartine pramonine pakuote, kad vartotojas gaut\u0173 maksimali\u0105 naud\u0105 ma\u017eo induktyvumo srityse, pvz., pramonin\u0117se varikli\u0173 pavarose, elektromobili\u0173 \u012fkrovikliuose ar akumuliatoriuose.<\/p>\n
\"Vincotech\" SiC moduliai pademonstravo geresnes galios ciklo galimybes, palyginti su konkurenciniais pasi\u016blymais, kuriuose naudojamas \u012fprastinis lydmetalis. \u0160\u012f pager\u0117jim\u0105 galima paai\u0161kinti geresniu geb\u0117jimu efektyviai sugerti ir i\u0161sklaidyti \u0161ilumin\u0119 energij\u0105.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Tradici\u0161kai galios puslaidininkiams naudojamas silicis, ta\u010diau pastaruoju metu silicio karbidas (SiC) tapo alternatyvia med\u017eiaga, u\u017etikrinan\u010dia geresnes eksploatacines savybes didel\u0117s \u0161ilumos ir auk\u0161tos \u012ftampos srityse. SiC galios moduliai pasi\u017eymi didesniais perjungimo da\u017eniais ir ma\u017eesniais nuostoliais kompakti\u0161kesniems pasyvi\u0173j\u0173 filtr\u0173 komponentams, tod\u0117l u\u017etikrina didesn\u012f galios tank\u012f sistemose, kuriose ...<\/p>\n