Kiselkarbidkraft erbjuder branschledande prestanda och tillförlitlighet, vilket gör det möjligt för elfordon att köra längre på varje laddning och öka effektiviteten hos system för förnybar energi och telekominfrastruktur.
Halvledare med brett bandgap som SiC gör att elektrisk ström kan flöda mer effektivt, vilket ökar effektiviteten och effekttätheten. Men hur skiljer sig den här tekniken från traditionellt kisel?
Ökad effektivitet
Halvledare av kiselkarbid ger bättre värme-, spännings- och frekvenshantering än sina kiselbaserade motsvarigheter, vilket gör SiC till en utmärkt lösning för applikationer som kräver en optimal balans mellan effekttäthet, kostnadseffektivitet, effektivitet och tillförlitlighet.
Tack vare sin överlägsna energieffektivitet är SiC det perfekta valet för höghastighetsapplikationer som måste fungera kontinuerligt, t.ex. strömförsörjning till datacenter och inverterare för förnybar energi. Med 10x högre elektrisk fältstyrka, lägre ON-motstånd per yta och kemisk inertitet har SiC överlägsna prestanda även under tuffa miljöförhållanden.
SiC:s ökade effektivitet kan hjälpa fordonsdesigners att utforma effektivare traktionsomvandlare, vilket i sin tur möjliggör längre körsträckor samtidigt som storlek, vikt och kostnader för batterihanteringssystem och laddstationer minskar.
Wolfspeed presenterar detta webinar om hur SiC kan användas för att optimera snabbladdare för elbilar med sin fjärde generationens SiC MOSFET-teknik för snabbladdningsomriktare, med fördelar som 30% lägre förluster och 40% färre komponenter, i kombination med snabbare kopplingshastighet för att skapa mer kompakta, effektiva och tillförlitliga laddningslösningar för förare och kunder. Klicka på knappen nedan för att ladda ner presentationen.
Lägre BOM-kostnader
BOM-kostnadsanalys ger ovärderlig insikt i produktens tillverkningskostnader. Exakta kostnadsberäkningar hjälper tillverkare att optimera produktionskostnaderna och förbättra resultatet; detta inkluderar analys av enhetspriser, arbetskostnader per timme, overheadkostnader och interna kostnader samt historiska kostnader som hjälper till att upptäcka mönster av prisfluktuationer.
Dolda kostnader kan uppstå på grund av olika orsaker, bland annat störningar i leveranskedjan, brist och prisökningar på råvaror. Dessa faktorer kan snabbt driva upp produktionskostnaderna och påverka lönsamheten. För att effektivt kunna identifiera dessa dolda kostnader krävs att man använder sig av "lean manufacturing"-processer, använder MRP-programvara för noggrann lagerstyrning och använder sig av "value engineering"-tekniker för att förenkla produktdesignen.
Kraftmoduler av kiselkarbid med brett bandgap hjälper tillverkarna att sänka de totala BOM-kostnaderna genom att de arbetar vid lägre temperaturer och energiförluster, vilket i sin tur leder till färre kylflänsar och kraftkomponenter som behövs för tillverkningen och ett mindre fotavtryck. Som ett resultat av detta tenderar system som konstrueras med moduler med brett bandgap att vara lättare, mindre och mer kostnadseffektiva än motsvarande kiselsystem.
Högre effekttäthet
Strömförsörjningsenheter av kiselkarbid har högre effekttäthet än sina kiselbaserade motsvarigheter. Det tunnare materialet minskar lednings- och kopplingsförlusterna, vilket gör nätaggregaten mer energieffektiva än de som tillverkas av konventionella kiselmaterial - vilket hjälper industriella applikationer som automationsutrustning, datacenter och laddare för elbilar att spara både utrymme och kostnader.
Effekthalvledare tillverkade av kiselkarbid är 10 gånger mer strömeffektiva än sina motsvarigheter av kisel, vilket innebär att de kan leverera mer ström vid samma fysiska storlek samtidigt som de producerar mindre värme - vilket ger upphov till ökad enhetseffektivitet och längre livslängd för strömförsörjningskomponenter som måste fungera tillförlitligt i extrema värme-/spänningsmiljöer.
Kiselkarbid (SiC) skiljer sig avsevärt från kisel genom att dess bandgap är bredare och kan arbeta vid mycket högre temperaturer och frekvenser, vilket ger strömomvandling med förbättrad effektivitet. Dessutom har SiC lägre on-state-resistans och switchförluster än kisel, vilket ger förbättrad effektivitet vid kraftomvandling.
SiC-krafthalvledare erbjuder högre spänningstålighet (upp till 15.000 V), lägre on-state-resistans och prestanda som tål höga temperaturer/strålning utan försämring jämfört med kiselbaserade enheter, vilket gör dem lämpliga för applikationer med AC-DC-omvandlare eller motorstyrningar som kräver höga spänningar utan försämring eller ökad on-state-resistans.
Brett bandgap
Effekthalvledare som kiselkarbid (SiC) och galliumnitrid (GaN) har bredare bandgap som gör att enheterna kan köras vid högre temperaturer samtidigt som de förblir effektiva; detta minskar värmeförlusterna samtidigt som effektiviteten förbättras. Dessutom har dessa material högre kritisk elektrisk fältdensitet och elektronmättnadshastighet jämfört med traditionella kiselkomponenter, vilket förbättrar effektiviteten ytterligare.
SiC- och GaN-halvledare gör det möjligt för konstruktörer att bygga mer energieffektiva produkter som är mindre, lättare och lämpar sig för fler applikationer än motsvarande kiselprodukter - särskilt viktigt när man skapar högeffektselektronik som arbetar vid högre spänningar, frekvenser och temperaturer - t.ex. i elfordon, datacenter, system för förnybar energi och batteriladdare.
Qorvo's kraftkomponenter med brett bandgap driver aktivt på införandet av hybrid- och helelektriska fordon genom att göra det möjligt för konstruktörer att minska storleken, sänka vikten och lägga till funktionalitet utan att lägga till bulk och komplexitet i befintliga konstruktioner med kiselkomponenter. Detta gör det möjligt för tillverkare att producera mer konkurrenskraftiga fordon i en bransch där konsumenternas efterfrågan på elbilar fortsätter att skjuta i höjden.
SiC finns i olika varianter, så kallade polytyper, som beror på hur kisel- och kolatomerna är placerade längs kristallaxeln. Att välja en idealisk polytyp för en applikation är nyckeln till att optimera dess prestanda - olika kristallstrukturer gör det möjligt för användare att anpassa dess elektriska och termiska egenskaper efter individuella applikationsbehov.
Swedish 
English