Piikarbidin sovellukset

Sähköajoneuvojen ydinkomponenteista ensisijaisesti IGBT-tekniikkaa hyödyntävillä autojen tehomoduuleilla on ratkaiseva rooli. Nämä moduulit eivät ainoastaan ​​määritä sähkökäyttöjärjestelmän avainsuorituskykyä, vaan myös muodostavat yli 40 % moottorin invertterin kustannuksista. Johtuen merkittävistä eduistapiikarbidi (SiC)SiC-moduuleja on käytetty ja edistetty autoteollisuudessa yhä enemmän perinteisten piimateriaalien (Si) sijaan. Sähköautot käyttävät nyt SiC-moduuleja.

Uusien energiaajoneuvojen alasta on tulossa ratkaiseva taistelukenttä niiden laajalle leviämisellepiikarbidi (SiC)teholaitteet ja moduulit. Tärkeimmät puolijohdevalmistajat ottavat aktiivisesti käyttöön ratkaisuja, kuten SiC MOS -rinnakkaiskonfiguraatioita, kolmivaiheisia täyssiltaisia ​​elektronisia ohjausmoduuleja ja autoteollisuuden SiC MOS -moduuleja, jotka korostavat piikarbidimateriaalien merkittävää potentiaalia. SiC-materiaalien suuren tehon, korkean taajuuden ja suuren tehotiheyden ominaisuudet mahdollistavat elektronisten ohjausjärjestelmien koon huomattavan pienentämisen. Lisäksi piikarbidin erinomaiset korkean lämpötilan ominaisuudet ovat saaneet paljon huomiota uusien energiaajoneuvojen alalla, mikä on johtanut voimakkaaseen kehitykseen ja kiinnostukseen.

Tällä hetkellä yleisimmät SiC-pohjaiset laitteet ovat SiC Schottky -diodit (SBD) ja SiC MOSFETit. Vaikka eristetyt hila-bipolaaritransistorit (IGBT) yhdistävät sekä MOSFETien että bipolaaristen liitostransistorien (BJT) edut,SiC, kolmannen sukupolven laajakaistaisena puolijohdemateriaalina, tarjoaa paremman yleisen suorituskyvyn verrattuna perinteiseen piiin (Si). Useimmat keskustelut keskittyvät kuitenkin SiC MOSFETeihin, kun taas SiC IGBT:t saavat vain vähän huomiota. Tämä ero johtuu ensisijaisesti piipohjaisten IGBT:iden hallitsevasta asemasta markkinoilla huolimatta piikarbiditeknologian lukuisista eduista.

Kun kolmannen sukupolven laajakaistaiset puolijohdemateriaalit saavat pitoa, piikarbidilaitteet ja -moduulit ovat nousemassa mahdollisiksi vaihtoehdoiksi IGBT:ille eri teollisuudenaloilla. Silti piikarbidi ei ole täysin korvannut IGBT:itä. Suurin este adoptiolle on kustannukset; SiC-teholaitteet ovat noin kuusi-yhdeksän kertaa kalliimpia kuin piivastineet. Tällä hetkellä päävirran SiC-kiekkojen koko on kuusi tuumaa, mikä edellyttää Si-substraattien aiempaa valmistusta. Näihin kiekoihin liittyvä korkeampi vikojen määrä lisää niiden kustannuksia ja rajoittaa niiden hintaetuja.

Vaikka joitakin ponnisteluja on tehty SiC IGBT:iden kehittämiseksi, niiden hinnat eivät yleensä ole houkuttelevia useimmissa markkinasovelluksissa. Aloilla, joilla kustannukset ovat ensiarvoisen tärkeitä, piikarbidin tekniset edut eivät välttämättä ole yhtä vakuuttavia kuin perinteisten piilaitteiden kustannusedut. Kuitenkin aloilla, kuten autoteollisuus, jotka ovat vähemmän herkkiä hinnan suhteen, SiC MOSFET -sovellukset ovat edenneet edelleen. Tästä huolimatta SiC MOSFETit tarjoavat todellakin suorituskykyetuja Si IGBT:ihin verrattuna tietyillä alueilla. Lähitulevaisuudessa molempien teknologioiden odotetaan toimivan rinnakkain, vaikka nykyinen markkinakannustimien tai teknisen kysynnän puute rajoittaa tehokkaampien piikarbidi-IGBT:iden kehittämistä.

Tulevaisuudessa,piikarbidi (SiC)Eristetyt bipolaariset transistorit (IGBT) on tarkoitus toteuttaa ensisijaisesti tehoelektroniikkamuuntajissa (PET). PET:t ovat ratkaisevan tärkeitä tehonmuuntoteknologian alalla, erityisesti keski- ja suurjännitesovelluksissa, mukaan lukien älyverkkorakentaminen, energia-internet-integraatio, hajautettu uusiutuvan energian integrointi ja sähköveturien vetoinvertterit. Ne ovat saaneet laajaa tunnustusta erinomaisesta ohjattavuudestaan, korkeasta järjestelmän yhteensopivuudestaan ​​ja erinomaisesta tehonlaadustaan.

Perinteisellä PET-teknologialla on kuitenkin edessään useita haasteita, kuten alhainen muunnostehokkuus, tehotiheyden lisäämisvaikeudet, korkeat kustannukset ja riittämätön luotettavuus. Monet näistä ongelmista johtuvat tehopuolijohdelaitteiden jänniteresistanssirajoituksista, jotka edellyttävät monimutkaisten monivaiheisten sarjarakenteiden käyttöä suurjännitesovelluksissa (kuten sellaisissa, jotka lähestyvät tai ylittävät 10 kV). Tämä monimutkaisuus johtaa lisääntyneeseen määrään tehokomponentteja, energian varastointielementtejä ja induktoreja.

Vastatakseen näihin haasteisiin teollisuus tutkii aktiivisesti korkean suorituskyvyn puolijohdemateriaalien, erityisesti piikarbidin IGBT:iden, käyttöönottoa. Kolmannen sukupolven laajakaistaisena puolijohdemateriaalina SiC täyttää korkeajännitteisten, korkeataajuisten ja suuritehoisten sovellusten vaatimukset erittäin suuren sähkökentän voimakkuuden, leveän kaistavälin, nopean elektronien kyllästymisen migraationopeuden ja erinomaisen lämmönjohtavuuden ansiosta. SiC IGBT:t ovat jo osoittaneet poikkeuksellista suorituskykyä keski- ja korkeajännitealueella (mukaan lukien mutta ei rajoittuen 10 kV ja alle) tehoelektroniikan alalla ylivoimaisten johtavuusominaisuuksiensa, erittäin nopeiden kytkentänopeuksiensa ja laajan turvallisen toiminta-alueensa ansiosta.

Semicorex tarjoaa korkealaatuistaPiikarbidi. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com