A szilícium-karbid alkalmazásai

Az elektromos járművek alapelemei között az autóipari teljesítménymodulok – elsősorban az IGBT technológiát alkalmazva – döntő szerepet játszanak. Ezek a modulok nemcsak az elektromos hajtásrendszer kulcsfontosságú teljesítményét határozzák meg, hanem a motorinverter költségének több mint 40%-át is teszik ki. Jelentős előnyei miattszilícium-karbid (SiC)A hagyományos szilícium (Si) anyagokkal szemben a SiC modulokat egyre inkább elfogadják és népszerűsítik az autóiparban. Az elektromos járművek most SiC modulokat használnak.

Az új energetikai járművek területe döntő csatatérré válik a széleskörű elterjedése szempontjábólszilícium-karbid (SiC)tápegységek és modulok. A kulcsfontosságú félvezetőgyártók aktívan alkalmaznak olyan megoldásokat, mint a SiC MOS párhuzamos konfigurációk, a háromfázisú teljes híd elektronikus vezérlőmodulok és az autóipari minőségű SiC MOS modulok, amelyek kiemelik a SiC anyagokban rejlő jelentős lehetőségeket. A SiC anyagok nagy teljesítménye, nagy frekvenciája és nagy teljesítménysűrűsége lehetővé teszi az elektronikus vezérlőrendszerek méretének jelentős csökkentését. Ezen túlmenően a SiC kiváló magas hőmérsékleti tulajdonságai jelentős figyelmet kaptak az új energetikai járművek szektorában, ami erőteljes fejlesztéshez és érdeklődéshez vezetett.

Jelenleg a legelterjedtebb SiC-alapú eszközök a SiC Schottky-diódák (SBD) és a SiC MOSFET-ek. Míg az insulated gate bipoláris tranzisztorok (IGBT-k) a MOSFET-ek és a bipoláris csatlakozási tranzisztorok (BJT) előnyeit egyaránt kombinálják,Sic, mint egy harmadik generációs szélessávú félvezető anyag, jobb általános teljesítményt nyújt a hagyományos szilíciumhoz (Si) képest. A legtöbb megbeszélés azonban a SiC MOSFET-ekre összpontosít, míg a SiC IGBT-k kevés figyelmet kapnak. Ez az eltérés elsősorban a szilícium alapú IGBT-k piaci dominanciájának köszönhető, a SiC technológia számos előnye ellenére.

Ahogy a harmadik generációs szélessávú félvezető anyagok egyre nagyobb teret nyernek, a SiC eszközök és modulok az IGBT-k lehetséges alternatíváiként jelennek meg a különböző iparágakban. Ennek ellenére a SiC nem váltotta fel teljesen az IGBT-ket. Az örökbefogadás fő akadálya a költségek; A SiC tápegységek hozzávetőleg hat-kilencszer drágábbak, mint szilícium társaik. Jelenleg a fő SiC lapka mérete hat hüvelyk, ami szükségessé teszi a Si hordozók előzetes gyártását. Az ezekhez az ostyákhoz kapcsolódó magasabb hibaarány hozzájárul a magasabb költségekhez, korlátozva az árelőnyeiket.

Bár történtek bizonyos erőfeszítések a SiC IGBT-k fejlesztésére, áraik általában nem vonzóak a legtöbb piaci alkalmazás számára. Azokban az iparágakban, ahol a költségek a legfontosabbak, a SiC technológiai előnyei nem feltétlenül olyan meggyőzőek, mint a hagyományos szilícium eszközök költségelőnyei. Azonban az olyan ágazatokban, mint az autóipar, amelyek kevésbé érzékenyek az árra, a SiC MOSFET alkalmazások tovább fejlődtek. Ennek ellenére a SiC MOSFET-ek bizonyos területeken valóban teljesítményelőnyt kínálnak az Si IGBT-ekhez képest. A belátható jövőben a két technológia együttélése várható, bár a piaci ösztönzők vagy a műszaki kereslet jelenlegi hiánya korlátozza a nagyobb teljesítményű SiC IGBT-k fejlesztését.

A jövőbenszilícium-karbid (SiC)a szigetelt kapu bipoláris tranzisztorokat (IGBT) várhatóan elsősorban teljesítményelektronikai transzformátorokban (PET) fogják megvalósítani. A PET-ek kulcsfontosságúak az energiaátalakítási technológia területén, különösen a közép- és nagyfeszültségű alkalmazásokban, ideértve az intelligens hálózatépítést, az energiainternet-integrációt, az elosztott megújulóenergia-integrációt és az elektromos mozdonyok vontatási invertereit. Széles körű elismerést szereztek kiváló irányíthatóságukról, magas rendszerkompatibilitásukról és kiváló energiaminőségi teljesítményükről.

A hagyományos PET-technológiának azonban számos kihívással kell szembenéznie, beleértve az alacsony konverziós hatékonyságot, a teljesítménysűrűség növelésének nehézségeit, a magas költségeket és a nem megfelelő megbízhatóságot. E problémák közül sok a teljesítmény-félvezető eszközök feszültség-ellenállási korlátaiból fakad, amelyek bonyolult, többlépcsős soros szerkezetek alkalmazását teszik szükségessé nagyfeszültségű alkalmazásokban (például a 10 kV-ot megközelítő vagy meghaladó feszültségű alkalmazásokban). Ez az összetettség a teljesítményelemek, az energiatároló elemek és az induktorok számának növekedéséhez vezet.

E kihívások kezelése érdekében az iparág aktívan vizsgálja a nagy teljesítményű félvezető anyagok, különösen a SiC IGBT-k elfogadását. Harmadik generációs szélessávú félvezető anyagként a SiC megfelel a nagyfeszültségű, nagyfrekvenciás és nagyteljesítményű alkalmazások követelményeinek kiemelkedően nagy áttörési elektromos térerőssége, széles sávszélessége, gyors elektrontelítési migrációs rátája és kiváló hővezető képessége miatt. A SiC IGBT-k kiváló vezetési jellemzőiknek, ultragyors kapcsolási sebességüknek és széles biztonságos működési területüknek köszönhetően már kiemelkedő teljesítményt mutattak a közép- és nagyfeszültség-tartományban (beleértve, de nem kizárólagosan a 10 kV-ot és az alattiakat) a teljesítményelektronika területén.

A Semicorex kiváló minőséget kínálSzilícium-karbid. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com