Кремний карбидінің қолданылуы

Электрлік көліктердің негізгі құрамдас бөліктерінің арасында, ең алдымен, IGBT технологиясын пайдаланатын автомобильдік қуат модульдері шешуші рөл атқарады. Бұл модульдер электр жетек жүйесінің негізгі өнімділігін анықтап қана қоймайды, сонымен қатар қозғалтқыштың инвертор құнының 40%-дан астамын құрайды. елеулі артықшылықтарына байланыстыкремний карбиді (SiC)дәстүрлі кремний (Si) материалдарына қарағанда, SiC модульдері автомобиль өнеркәсібінде көбірек қабылданып, алға жылжуда. Электрлік көліктер қазір SiC модульдерін пайдаланады.

Жаңа энергетикалық көліктер саласы кеңінен қолдану үшін шешуші ұрыс алаңына айналудакремний карбиді (SiC)қуат құрылғылары мен модульдері. Жартылай өткізгіштердің негізгі өндірушілері SiC MOS параллель конфигурациялары, үш фазалы толық көпірлі электронды басқару модульдері және SiC материалдарының маңызды әлеуетін көрсететін автомобильдік деңгейдегі SiC MOS модульдері сияқты шешімдерді белсенді түрде қолдануда. SiC материалдарының жоғары қуаты, жоғары жиілігі және жоғары қуат тығыздығы сипаттамалары электронды басқару жүйелерінің көлемін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, SiC тамаша жоғары температура қасиеттері жаңа энергетикалық көлік секторында үлкен назар аударып, қарқынды даму мен қызығушылықты тудырды.

Қазіргі уақытта SiC негізіндегі ең көп таралған құрылғылар SiC Schottky диодтары (SBD) және SiC MOSFET болып табылады. Оқшауланған қақпалы биполярлы транзисторлар (IGBTs) MOSFET және биполярлы транзисторлардың (BJTs) артықшылықтарын біріктіреді,SiC, үшінші буындағы кең жолақты жартылай өткізгіш материал ретінде дәстүрлі кремниймен (Si) салыстырғанда жақсырақ жалпы өнімділікті ұсынады. Дегенмен, көптеген талқылаулар SiC MOSFET-ке бағытталған, ал SiC IGBT-терге аз көңіл бөлінеді. Бұл диспропорция, ең алдымен, SiC технологиясының көптеген артықшылықтарына қарамастан, нарықта кремний негізіндегі IGBT-тердің басымдығына байланысты.

Үшінші буындағы кең жолақты жартылай өткізгіш материалдар тартымдылыққа ие болғандықтан, SiC құрылғылары мен модульдері әртүрлі салаларда IGBT-ге әлеуетті балама ретінде пайда болады. Соған қарамастан, SiC IGBT-ті толығымен алмастырған жоқ. Бала асырап алудың негізгі кедергісі – шығындар; SiC қуат құрылғылары кремний аналогтарынан шамамен алты-тоғыз есе қымбат. Қазіргі уақытта SiC пластинаның негізгі өлшемі алты дюймді құрайды, бұл Si субстраттарын алдын ала өндіруді қажет етеді. Бұл пластиналармен байланысты ақаулардың жоғары деңгейі олардың қымбаттауына ықпал етіп, олардың баға артықшылықтарын шектейді.

SiC IGBTs әзірлеуге біраз күш-жігер жұмсалғанымен, олардың бағасы нарықтық қосымшалардың көпшілігі үшін әдетте ұнамсыз. Құны ең маңызды болып табылатын салаларда SiC-тің технологиялық артықшылықтары дәстүрлі кремний құрылғыларының құнынан түсетін пайда сияқты әсерлі болмауы мүмкін. Дегенмен, автомобиль өнеркәсібі сияқты бағаға сезімталдығы төмен салаларда SiC MOSFET қосымшалары одан әрі дамыды. Осыған қарамастан, SiC MOSFET белгілі бір салаларда Si IGBT-ге қарағанда өнімділік артықшылықтарын ұсынады. Жақын болашақта екі технология қатар өмір сүреді деп күтілуде, дегенмен қазіргі нарықтық ынталандырудың немесе техникалық сұраныстың жоқтығы өнімділігі жоғары SiC IGBTs дамуын шектейді.

Болашақта,кремний карбиді (SiC)оқшауланған қақпалы биполярлы транзисторлар (IGBTs) негізінен күштік электрондық трансформаторларда (ПЭТ) енгізіледі деп күтілуде. ПЭТ қуатты түрлендіру технологиясы саласында, әсіресе смарт желі құрылысын, энергетикалық интернетті біріктіруді, таратылатын жаңартылатын энергияны біріктіруді және электр локомотивінің тартқыш инверторларын қоса алғанда, орта және жоғары вольтты қолданбалар үшін өте маңызды. Олар тамаша басқарылатындығы, жоғары жүйе үйлесімділігі және жоғары қуат сапасының өнімділігі үшін кеңінен танымал болды.

Дегенмен, дәстүрлі PET технологиясы конверсияның төмен тиімділігі, қуат тығыздығын арттырудағы қиындықтар, жоғары шығындар және жеткіліксіз сенімділік сияқты бірнеше қиындықтарға тап болады. Осы мәселелердің көпшілігі жоғары вольтты қолданбаларда (мысалы, 10 кВ жақындаған немесе одан асатын) күрделі көп сатылы сериялы құрылымдарды пайдалануды қажет ететін жартылай өткізгіш құрылғылардың кернеуге төзімділік шектеулерінен туындайды. Бұл күрделілік қуат құрамдастарының, энергия сақтау элементтерінің және индукторлардың көбеюіне әкеледі.

Осы міндеттерді шешу үшін сала жоғары өнімді жартылай өткізгіш материалдарды, атап айтқанда SiC IGBTs қабылдауды белсенді түрде зерттеп жатыр. Үшінші буындағы кең диапазонды жартылай өткізгіш материал ретінде SiC жоғары кернеулі, жоғары жиілікті және жоғары қуатты қолданбаларға қойылатын талаптарға жауап береді, себебі оның ыдырауы өте жоғары электр өрісінің кернеулігі, кең жолақ аралығы, жылдам электрондардың қанығу жылдамдығы және тамаша жылу өткізгіштігі. SiC IGBTs жоғары өткізгіштік сипаттамаларының, өте жылдам коммутация жылдамдығының және кең қауіпсіз жұмыс аймағының арқасында қуат электроникасы саласында орташа және жоғары кернеу диапазонында (соның ішінде, бірақ 10 кВ және одан төмен) ерекше өнімділік көрсетті.

Semicorex жоғары сапаны ұсынадыКремний карбиді. Егер сізде қандай да бір сұрақтар болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.

Байланыс телефоны +86-13567891907

Электрондық пошта: sales@semicorex.com