Ränikarbiidi rakendused

Elektrisõidukite põhikomponentide hulgas mängivad otsustavat rolli auto jõumoodulid, mis kasutavad peamiselt IGBT-tehnoloogiat. Need moodulid ei määra mitte ainult elektriajamisüsteemi põhijõudlust, vaid moodustavad ka üle 40% mootori muunduri maksumusest. Tänu olulistele eelisteleränikarbiid (SiC)Traditsiooniliste räni (Si) materjalide asemel on autotööstuses üha enam kasutusele võetud ja reklaamitud SiC mooduleid. Elektrisõidukid kasutavad nüüd SiC mooduleid.

Uute energiasõidukite valdkonnast on saamas otsustav lahinguväli nende laialdasele kasutuselevõtuleränikarbiid (SiC)toiteseadmed ja moodulid. Peamised pooljuhtide tootjad juurutavad aktiivselt selliseid lahendusi nagu SiC MOS paralleelkonfiguratsioonid, kolmefaasilised täissildelektroonilised juhtimismoodulid ja autotööstuses kasutatavad SiC MOS moodulid, mis tõstavad esile ränikarbiidi materjalide märkimisväärset potentsiaali. SiC materjalide suure võimsuse, kõrge sageduse ja suure võimsustiheduse omadused võimaldavad oluliselt vähendada elektrooniliste juhtimissüsteemide suurust. Lisaks on ränidioksiidi suurepärased omadused kõrgel temperatuuril pälvinud uute energiasõidukite sektoris märkimisväärset tähelepanu, mis on toonud kaasa jõulise arengu ja huvi.

Praegu on kõige levinumad SiC-põhised seadmed SiC Schottky dioodid (SBD) ja SiC MOSFETid. Kuigi isoleeritud paisuga bipolaarsed transistorid (IGBT) ühendavad nii MOSFETide kui ka bipolaarsete ristmiktransistoride (BJT) eelised,SiC, mis on kolmanda põlvkonna lairiba-pooljuhtmaterjal, pakub paremat üldist jõudlust võrreldes traditsioonilise räniga (Si). Enamik arutelusid keskendub aga SiC MOSFET-idele, samas kui SiC IGBT-dele pööratakse vähe tähelepanu. See erinevus on peamiselt tingitud ränipõhiste IGBT-de domineerimisest turul, hoolimata ränikarbiidi tehnoloogia arvukatest eelistest.

Kuna kolmanda põlvkonna lairiba-pooljuhtmaterjalid saavad veojõu, kerkivad erinevates tööstusharudes esile SiC seadmed ja moodulid potentsiaalsete alternatiividena IGBT-dele. Sellegipoolest ei ole SiC IGBT-sid täielikult asendanud. Peamine takistus lapsendamisel on kulu; SiC toiteseadmed on ligikaudu kuus kuni üheksa korda kallimad kui nende ränikollektorid. Praegu on põhivoolu SiC vahvli suurus kuus tolli, mis nõuab Si-substraatide eelnevat valmistamist. Nende vahvlitega seotud suurem defektide määr suurendab nende kulusid, piirates nende hinnaeeliseid.

Kuigi ränikarbiidi IGBT-de väljatöötamiseks on tehtud mõningaid jõupingutusi, ei ole nende hinnad enamiku tururakenduste jaoks ahvatlevad. Tööstusharudes, kus kulud on ülitähtsad, ei pruugi ränikarbiidi tehnoloogilised eelised olla nii kaalukad kui traditsiooniliste räniseadmete kulukasu. Kuid sellistes sektorites nagu autotööstus, mis on hinna suhtes vähem tundlikud, on SiC MOSFETi rakendused edasi arenenud. Sellest hoolimata pakuvad SiC MOSFET-id teatud piirkondades Si IGBT-de ees tõepoolest jõudluse eeliseid. Lähitulevikus eeldatakse, et mõlemad tehnoloogiad eksisteerivad koos, kuigi praegune turustiimulite või tehnilise nõudluse puudumine piirab suurema jõudlusega SiC IGBT-de väljatöötamist.

Tulevikusränikarbiid (SiC)isoleeritud paisuga bipolaarseid transistore (IGBT-sid) hakatakse rakendama peamiselt jõuelektroonilistes trafodes (PET). PET-d on võimsuse muundamise tehnoloogia valdkonnas üliolulised, eriti kesk- ja kõrgepingerakenduste puhul, sealhulgas nutikate võrkude ehitamisel, energia-interneti integreerimisel, taastuvenergia hajutatud integreerimisel ja elektrivedurite veojõumuunduritel. Need on pälvinud laialdast tunnustust oma suurepärase juhitavuse, kõrge süsteemi ühilduvuse ja suurepärase toitekvaliteedi jõudluse tõttu.

Traditsiooniline PET-tehnoloogia seisab aga silmitsi mitmete väljakutsetega, sealhulgas madal konversioonitõhusus, raskused võimsustiheduse suurendamisel, kõrged kulud ja ebapiisav töökindlus. Paljud neist probleemidest tulenevad võimsusega pooljuhtseadmete pingetakistuse piirangutest, mis nõuavad keeruliste mitmeastmeliste jadastruktuuride kasutamist kõrgepingerakendustes (näiteks need, mis lähenevad 10 kV või üle selle). See keerukus toob kaasa võimsuskomponentide, energiasalvestuselementide ja induktiivpoolide arvu suurenemise.

Nende probleemide lahendamiseks uurib tööstus aktiivselt suure jõudlusega pooljuhtmaterjalide, eriti SiC IGBT-de kasutuselevõttu. Kolmanda põlvkonna laia ribalaiusega pooljuhtmaterjalina vastab SiC kõrgepinge, kõrgsagedusliku ja suure võimsusega rakenduste nõuetele tänu oma märkimisväärselt suurele elektrivälja tugevusele, laiale ribalaiusele, kiirele elektronide küllastumise migratsioonikiirusele ja suurepärasele soojusjuhtivusele. SiC IGBT-d on juba näidanud erakordset jõudlust kesk- ja kõrgepingevahemikus (sealhulgas, kuid mitte ainult 10 kV ja alla selle) jõuelektroonika valdkonnas tänu nende suurepärastele juhtivusomadustele, ülikiiretele lülituskiirustele ja laiale ohutule tööpiirkonnale.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetiRänikarbiid. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com