Siliciul este \u00een mod tradi\u021bional materialul de baz\u0103 pentru semiconductorii de putere, dar recent carbura de siliciu (SiC) a ap\u0103rut ca o alegere de material alternativ care ofer\u0103 performan\u021be \u00eembun\u0103t\u0103\u021bite pentru aplica\u021biile cu c\u0103ldur\u0103 ridicat\u0103 \u0219i tensiune ridicat\u0103.<\/p>\n
Modulele de alimentare SiC au frecven\u021be de comutare mai mari cu pierderi reduse pentru componente de filtrare pasive mai compacte, oferind astfel o densitate mai mare a puterii \u00een sisteme la costuri reduse.<\/p>\n
Semiconductorii de putere din carbur\u0103 de siliciu (SiC) cu band\u0103 larg\u0103 ar putea revolu\u021biona pia\u021ba modulelor de putere cu viteze de comutare mai mari, pierderi mai mici \u0219i interferen\u021be electromagnetice (EMI) reduse. Dar pentru a profita pe deplin de avantajele modulelor SiC este necesar\u0103 utilizarea unei abord\u0103ri adecvate la proiectarea \u0219i asamblarea acestora - iat\u0103 c\u00e2teva bune practici care ar putea ajuta dezvoltatorii s\u0103 dep\u0103\u0219easc\u0103 orice obstacole \u0219i s\u0103 realizeze toate beneficiile.<\/p>\n
Tranzistoarele de putere SiC de mare vitez\u0103 au poten\u021bialul de a reduce tensiunea sistemului cu p\u00e2n\u0103 la 50%, oferind \u00een acela\u0219i timp performan\u021be armonice superioare, permi\u021b\u00e2nd proiectan\u021bilor s\u0103 utilizeze componente pasive mai mici \u0219i s\u0103 creasc\u0103 densitatea puterii. Inductan\u021ba de comuta\u021bie r\u0103m\u00e2ne una dintre principalele provoc\u0103ri asociate dispozitivelor SiC; pentru a o atenua, proiectan\u021bii ar putea dori s\u0103 \u00eencorporeze MOSFET-uri SiC \u00een pachete cu inductan\u021b\u0103 parazitar\u0103 minim\u0103.<\/p>\n
Platforma de module de alimentare SEMITOP E1\/E2 prezint\u0103 cele mai recente genera\u021bii de cipuri \u00een diferite topologii, cum ar fi topologiile sixpack, half-bridge \u0219i H-bridge. Pinotul s\u0103u este optimizat pentru proiectarea mai u\u0219oar\u0103 a PCB-urilor \u0219i punerea \u00een paralel a mai multor module de alimentare simultan \u0219i are un coeficient de temperatur\u0103 specific RDS(on) extrem de sc\u0103zut care permite viteze de func\u021bionare rapide.<\/p>\n
Modulele de putere din carbur\u0103 de siliciu reprezint\u0103 o alegere excelent\u0103 pentru aplica\u021biile care necesit\u0103 o densitate de putere sporit\u0103, fiabilitate \u0219i viteze de comutare mai mari. Gama lor larg\u0103 de temperaturi \u0219i eficien\u021ba ridicat\u0103 le fac o op\u021biune atractiv\u0103 at\u00e2t pentru ac\u021bion\u0103rile motoarelor, c\u00e2t \u0219i pentru \u00eenc\u0103rc\u0103toarele de baterii; \u00een plus, ele pot rezista la supracuren\u021bi mari, oferind \u00een acela\u0219i timp un comportament termic superior \u00een compara\u021bie cu semiconductorii de putere conven\u021bionali din siliciu, ceea ce permite economii semnificative.<\/p>\n
Chiar \u0219i cu numeroasele sale beneficii, comutarea de mare vitez\u0103 prezint\u0103 \u00eenc\u0103 mai multe obstacole \u00een calea adopt\u0103rii sale pe scar\u0103 larg\u0103 \u00een aplica\u021biile industriale. Printre acestea se num\u0103r\u0103 dificult\u0103\u021bi \u00een testarea \u0219i m\u0103surarea precis\u0103 a comutatoarelor; parazi\u021bii de circuit care pot provoca v\u00e2rfuri de tensiune; neconformitatea cu reglement\u0103rile EMI; precum \u0219i cerin\u021bele extrem de complexe de proiectare \u0219i integrare a etajelor de putere. Din fericire, c\u00e2teva bune practici pot dep\u0103\u0219i aceste probleme \u0219i pot dezl\u0103n\u021bui \u00eentregul poten\u021bial al tehnologiei SiC \u00een aplica\u021biile de mare vitez\u0103.<\/p>\n
Platforma LM Power Module de la Wolfspeed valorific\u0103 avantajele carburii de siliciu \u00een aplica\u021bii cu densitate de putere ridicat\u0103, cum ar fi \u00eenc\u0103rc\u0103toarele pentru vehicule electrice \u0219i UPS-urile industriale, cum ar fi pachetul s\u0103u inovator de modul de 62 mm, care combin\u0103 semiconductorii de comutare SiC cu o plac\u0103 de baz\u0103 standard din industrie pentru a produce o temperatur\u0103 de func\u021bionare continu\u0103 a jonc\u021biunii de 175 degC \u0219i dispune de un substrat de putere fiabil Si3N4 pentru a garanta robuste\u021bea mecanic\u0103 \u00een medii dificile, \u00een plus fa\u021b\u0103 de o plac\u0103 de baz\u0103 AlSiC cu o rezisten\u021b\u0103 termic\u0103 extrem de sc\u0103zut\u0103 \u00eentre jonc\u021biune \u0219i fluid de 0.15degC\/W per pozi\u021bie a comutatorului pentru performan\u021be maxime de rezisten\u021b\u0103 termic\u0103 \u0219i durabilitate mecanic\u0103 \u00een condi\u021bii dificile.<\/p>\n
Ac\u021bion\u0103rile de trac\u021biune reprezint\u0103 o mare parte din produc\u021bia de energie a unui vehicul electric (VE), astfel \u00eenc\u00e2t acestea trebuie s\u0103 func\u021bioneze cu eficien\u021b\u0103 maxim\u0103, ocup\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp un spa\u021biu minim pentru a reduce greutatea. \u00cen plus, pentru a maximiza autonomia, acestea trebuie s\u0103 genereze o putere mare de ie\u0219ire din spa\u021bii mici; pentru a face acest lucru, este nevoie de invertoare care convertesc puterea cu frecven\u021be de comutare mai mari \u0219i pierderi reduse dec\u00e2t IGBT-urile tradi\u021bionale cu siliciu.<\/p>\n
Carbura de siliciu cu band\u0103 larg\u0103 (WBG SiC) este materialul optim pentru atingerea acestor obiective de performan\u021b\u0103. \u00cen compara\u021bie cu dispozitivele conven\u021bionale din SiC, dispozitivele din WBG SiC pot func\u021biona la temperaturi \u0219i tensiuni mai ridicate f\u0103r\u0103 a suferi pierderi de comutare, a\u0219a cum se \u00eent\u00e2mpl\u0103 \u00een cazul dispozitivelor din siliciu; \u00een plus, pierderile de comutare sunt mai mici dec\u00e2t \u00een cazul siliciului, ceea ce permite frecven\u021be de comutare mai mari care, \u00een cele din urm\u0103, cresc eficien\u021ba \u0219i densitatea de putere.<\/p>\n
Ca atare, proiectan\u021bii de sisteme de conversie a puterii se bazeaz\u0103 din ce \u00een ce mai mult pe dispozitivele din carbur\u0103 de siliciu (SiC). Beneficiile acestora sunt vaste; cu toate acestea, utilizarea SiC poate prezenta propriul set de provoc\u0103ri; de exemplu, nivelurile ridicate de temperatur\u0103 \u0219i putere pot supune rosturile de lipire unor tensiuni nejustificate care reduc semnificativ capacitatea de ciclu de alimentare. Vincotech a reac\u021bionat prin crearea unei tehnologii inovatoare de lipire a cipurilor care atenueaz\u0103 astfel de tensiuni pentru a spori capacit\u0103\u021bile de ciclu de alimentare ale modulelor SiC.<\/p>\n
Modulele SiC au o conductivitate termic\u0103 superioar\u0103 fa\u021b\u0103 de alte dispozitive, permi\u021b\u00e2nd proiectan\u021bilor s\u0103 reduc\u0103 dimensiunile componentelor pasive de filtrare pentru o densitate mai mare a puterii, reduc\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp \u0219i nevoile de disipare a c\u0103ldurii, reduc\u00e2nd astfel costurile totale ale sistemului.<\/p>\n
SiC poate contribui, de asemenea, la reducerea greut\u0103\u021bii \u0219i dimensiunii convertoarelor de putere datorit\u0103 amprentei sale mult mai mici dec\u00e2t a dispozitivelor tradi\u021bionale din siliciu, contribuind la \u00eembun\u0103t\u0103\u021birea eficien\u021bei \u0219i fiabilit\u0103\u021bii sistemului \u00een timp ce reduce greutatea \u0219i dimensiunea.<\/p>\n
Indiferent de aplica\u021bie, produc\u0103torii de convertoare de putere trebuie s\u0103 se asigure c\u0103 modulele lor pot \u00eendeplini criterii de performan\u021b\u0103 exigente. Acest lucru include atingerea unei frecven\u021be de comutare ridicate \u0219i a unei inductan\u021be de dispersie sc\u0103zute - elemente esen\u021biale pentru men\u021binerea vitezelor de margine rapide necesare pentru o performan\u021b\u0103 optim\u0103. Din fericire, modulele de alimentare Wolfspeed all-SiC de 3,3kV \u00eendeplinesc aceste standarde stricte datorit\u0103 puterii de partajare a curentului \u0219i a driverului de poart\u0103, lider \u00een industrie.<\/p>\n
Semiconductorii de putere SiC cu band\u0103 larg\u0103 au pierderi reduse semnificativ \u00een compara\u021bie cu omologii din siliciu, permi\u021b\u00e2nd frecven\u021be de comutare mai mari \u0219i componente pasive mai mici. \u00cen plus, SiC poate rezista la temperaturi extreme f\u0103r\u0103 a-\u0219i pierde performan\u021bele \u00een timp.<\/p>\n
Ace\u0219ti factori permit proiectan\u021bilor s\u0103 construiasc\u0103 sisteme de conversie a puterii mai eficiente din punct de vedere energetic, mai compacte \u0219i mai rentabile folosind module SiC. Construc\u021bia lor u\u0219oar\u0103 \u0219i \u00een acela\u0219i timp flexibil\u0103 a dus la o economie de greutate de 20% pentru invertoarele de trac\u021biune ale vagoanelor de cale ferat\u0103 utilizate pe sistemul de trenuri Shinkansen din Japonia; \u00een mod similar, \u00eenc\u0103rc\u0103toarele EV \u0219i \u00eenc\u0103rc\u0103toarele de baterii feroviare pot profita de eficien\u021ba \u0219i performan\u021ba crescute ale SiC.<\/p>\n
Materialul SiC mai sub\u021bire reduce, de asemenea, inductan\u021ba de comutare, permi\u021b\u00e2nd viteze de comutare mai mari care duc la dimensiuni mai mici ale componentelor filtrului magnetic \u0219i la cre\u0219terea densit\u0103\u021bii de putere. O frecven\u021b\u0103 de comutare mai mare reduce, de asemenea, tensiunea de ondulare pentru bucle de reac\u021bie mai scurte cu niveluri EMI reduse; pierderea de comutare redus\u0103 reduce \u0219i mai mult pierderile de putere, cresc\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp stabilitatea la temperatur\u0103.<\/p>\n
Wolfspeed ofer\u0103 un portofoliu extins de module din carbur\u0103 de siliciu pentru a \u00eendeplini cerin\u021bele diverselor aplica\u021bii, inclusiv module de corec\u021bie a factorului de putere AC-DC, module DC\/DC buck\/boost, module AC\/DC bidirec\u021bionale \u0219i module DC\/DC de \u00eenalt\u0103 frecven\u021b\u0103, care vor ajuta proiectan\u021bii s\u0103 profite de avantajele sale. Portofoliul Wolfspeed include, de asemenea, proiecte de referin\u021b\u0103 \u0219i seturi de instrumente de evaluare pentru a sprijini procesul de proiectare.<\/p>\n
SiC este o alegere atractiv\u0103, \u00eens\u0103 realizarea \u00eentregului s\u0103u poten\u021bial energetic necesit\u0103 abordarea anumitor propriet\u0103\u021bi mecanice. Aceste provoc\u0103ri includ stresul termic, temperaturile ridicate de func\u021bionare \u0219i capacitatea limitat\u0103 de cicluri de alimentare - totu\u0219i, tehnologia avansat\u0103 Vincotech de ata\u0219are la matri\u021b\u0103 ofer\u0103 solu\u021bii pentru dep\u0103\u0219irea acestor dificult\u0103\u021bi prin eliberarea de stres a \u00eembin\u0103rilor de lipire - veriga slab\u0103 a modulelor de alimentare SiC.<\/p>\n
Tehnologia companiei utilizeaz\u0103 un aliaj de lipire brevetat pentru a se asigura c\u0103 modulele de alimentare pot rezista stresului termic pe termen lung f\u0103r\u0103 a deteriora plachetele de siliciu, cresc\u00e2nd astfel durata de via\u021b\u0103 a ciclurilor \u0219i diminu\u00e2nd riscul de defectare \u00een aplica\u021biile de alimentare medical\u0103 exigente. \u00cen plus, aceast\u0103 tehnologie avansat\u0103 \u00eent\u0103re\u0219te lipirea dintre cipurile SiC \u0219i substraturile metalice, cresc\u00e2nd astfel \u0219i mai mult capacitatea de ciclare a cipurilor SiC.<\/p>\n
Carbura de siliciu (SiC), ca material semiconductor cu band\u0103 larg\u0103, poate oferi numeroase avantaje \u00een aplica\u021biile de conversie a puterii. Aceste avantaje pot include o eficien\u021b\u0103 \u00eembun\u0103t\u0103\u021bit\u0103, costuri mai mici \u0219i dimensiuni mai reduse - de\u0219i pentru a realiza aceste avantaje poten\u021biale este necesar s\u0103 se dep\u0103\u0219easc\u0103 diverse obstacole tehnice de proiectare.<\/p>\n
Modulele de alimentare SiC prezint\u0103 o provocare suplimentar\u0103 atunci c\u00e2nd vine vorba de cre\u0219terea capacit\u0103\u021bilor lor de cicluri de alimentare. Testele de cicluri de alimentare simuleaz\u0103 evenimente reale care pun la \u00eencercare mecanismele \u0219i materialele interne ale dispozitivelor. Industria utilizeaz\u0103 testele de cicluri de putere ca punct de referin\u021b\u0103 al performan\u021bei lor \u00een condi\u021bii diferite; pentru a efectua aceste teste, o ma\u0219in\u0103 de testare cu curent alternativ aplic\u0103 un curent alternativ de \u00eenalt\u0103 tensiune dispozitivelor, ceea ce provoac\u0103 evenimente disipative care cresc temperatura \u00een mod semnificativ; temperaturile mai ridicate necesit\u0103 cantit\u0103\u021bi mai mari de energie pentru ca acestea s\u0103 treac\u0103 din starea de blocare \u00een starea de conduc\u021bie.<\/p>\n
Cre\u0219terea energiei de comutare duce la producerea de c\u0103ldur\u0103, scurtarea duratei de via\u021b\u0103 a dispozitivului \u0219i cre\u0219terea riscului de scurtcircuit sau de rupere \u00een avalan\u0219\u0103. \u00cen astfel de condi\u021bii, pot ap\u0103rea defec\u021biuni SC sau ruperi de avalan\u0219\u0103, f\u0103c\u00e2nd aceste dispozitive nefunc\u021bionale \u0219i, \u00een cele din urm\u0103, defect\u00e2ndu-se complet.<\/p>\n
Solu\u021biile tradi\u021bionale au inclus ad\u0103ugarea de componente suplimentare \u00een circuite pentru a proteja dispozitivele, dar acest lucru cre\u0219te costul general \u0219i complexitatea convertoarelor de putere. Ca urmare, Danfoss a venit cu o nou\u0103 tehnologie inovatoare de lipire \u0219i \u00eembinare, cunoscut\u0103 sub numele de Bond Buffer, care rezolv\u0103 eficient aceste probleme.<\/p>\n
Aceast\u0103 tehnic\u0103 patentat\u0103 utilizeaz\u0103 lipirea cu s\u00e2rm\u0103 de cupru \u0219i ata\u0219area de matri\u021be sinterizate pentru a \u00eenlocui \u00eembin\u0103rile lipite \u00een module, permi\u021b\u00e2ndu-le s\u0103 func\u021bioneze la temperaturi maxime de jonc\u021biune mai ridicate f\u0103r\u0103 a degrada curentul, precum \u0219i \u00eembun\u0103t\u0103\u021birea fiabilit\u0103\u021bii \u0219i extinderea capacit\u0103\u021bii de cicluri de alimentare.<\/p>\n
Platforma de module SiC de la Vincotech reune\u0219te viteza \u0219i eficien\u021ba MOSFET-urilor din carbur\u0103 de siliciu cu ambalajul standard industrial de 62 mm pentru beneficii maxime pentru utilizatori \u00een aplica\u021bii cu inductan\u021b\u0103 redus\u0103, cum ar fi ac\u021bion\u0103rile motoarelor industriale, \u00eenc\u0103rc\u0103toare EV sau aplica\u021bii alimentate de baterii.<\/p>\n
Modulele SiC de la Vincotech au demonstrat o capacitate superioar\u0103 de cicluri de putere \u00een compara\u021bie cu ofertele concuren\u021bei care utilizeaz\u0103 aliaje de lipit conven\u021bionale. Aceast\u0103 \u00eembun\u0103t\u0103\u021bire poate fi atribuit\u0103 capacit\u0103\u021bii sale \u00eembun\u0103t\u0103\u021bite de a absorbi \u0219i disipa eficient energia termic\u0103.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Siliciul este \u00een mod tradi\u021bional materialul de baz\u0103 pentru semiconductorii de putere, dar recent carbura de siliciu (SiC) a ap\u0103rut ca o alegere de material alternativ care ofer\u0103 performan\u021be \u00eembun\u0103t\u0103\u021bite pentru aplica\u021biile cu c\u0103ldur\u0103 ridicat\u0103 \u0219i tensiune ridicat\u0103. Modulele de putere SiC prezint\u0103 frecven\u021be de comutare mai mari cu pierderi reduse pentru componente pasive de filtrare mai compacte, oferind astfel o densitate de putere mai mare \u00een sistemele ...<\/p>\n