Virtasiru, joka tekee järjestelmistä pienempiä ja nopeampia

Uusi teholaite voisi muuttaa suurjännitejärjestelmien suunnittelua yksinkertaistamalla arkkitehtuuria, alentamalla kustannuksia ja korvaamalla olemassa olevia lähestymistapoja.

Wolfspeed on julkistanut alan ensimmäisen kaupallisesti saatavilla olevan 10 kV piikarbidin (SiC) teho-MOSFETin.Se on suunnattu suurjännitejärjestelmille, joissa se mahdollistaa joustavamman järjestelmäsuunnittelun, parantaa kestävyyttä ja tukee luotettavaa ja kestävää tehoa sovelluksissa, kuten verkkoinfrastruktuurissa, teollisuuden sähköistuksessa ja tekoälyn palvelinkeskuksissa.Laite haastaa nykyiset tehonmuunnosmenetelmät tarjoamalla polun kriittisen sähköinfrastruktuurin modernisointiin ja kasvavan energiantarpeen tukemiseen.

Laitetasolla se asettaa uuden mittapuun kestävyydelle ja suorituskyvylle.Intrinsic time-dependent dielektric breakdown (TDDB) käyttöiän analyysi ennustaa 158 000 käyttövuotta jatkuvalla 20 V portin esijännitteellä.Se on myös ensimmäinen 10 kV:n SiC MOSFET, joka käsittelee bipolaarisen heikkenemisen ja säilyttää luotettavan suorituskyvyn, mukaan lukien runkodioditoiminnan. Tämä on tärkeä vaatimus keskijännite-UPS-järjestelmissä, tuulivoimassa ja puolijohdemuuntajasovelluksissa.

Suurempi jännitekyky vaikuttaa suoraan järjestelmän suunnitteluun.Se mahdollistaa arkkitehtonisen vapauden, joka ei ollut mahdollista aikaisemmin, mikä mahdollistaa tehonmuunnosjärjestelmien yksinkertaistamisen.Monikennoisia malleja voidaan yhdistää harvempiin soluihin, ja kolmitasoiset invertteritopologiat voivat siirtyä kaksitasoisiin malleihin.Nämä muutokset voivat vähentää järjestelmän kokonaiskustannuksia noin 30 %.

Kytkentäsuorituskyky parantaa myös järjestelmän tehokkuutta ja kokoa.Nostamalla kytkentätaajuutta 600 Hz:stä 10 000 Hz:iin tehotiheys voi kasvaa yli 300 %.Tämä pienentää magnetiikan kokoa ja yksinkertaistaa ohjaus- ja hilaohjauspiirejä.

Lämpötehoa on myös parannettu järjestelmätasolla.Muunnostehokkuuden saavuttaessa 99 % lämpövaatimuksia voidaan vähentää jopa 50 %, mikä mahdollistaa yksinkertaisemmat jäähdytysratkaisut verrattuna IGBT-pohjaisiin järjestelmiin.

Pulssitehosovelluksissa laite siirtyy mekaanisesta kytkennästä.Alle 10 ns:n nousuajalla se voi korvata mekaaniset kipinävälikytkimet, jotka heikkenevät korkean virran ja korkean lämpötilan kaaresta.Puolijohdekytkentä SiC MOSFETeillä poistaa valokaaren, parantaa energiansiirron tehokkuutta ja tarjoaa paremman ajoituksen hallinnan.

Tämä vähentää myös järjestelmän kokoa ja monimutkaisuutta sovelluksissa, kuten geotermisissä sähköjärjestelmissä, tekoälyn datakeskusten virtalähteissä, puolijohteiden plasmaetsauksessa ja lannoitteiden tuotannossa.