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碳化硅肖特基功率器件加速充電器行業(yè)的快速發(fā)展!49
作者:碳化硅功率器件工程師來源:CREE(科銳)相關資訊 在汽車工業(yè)的帶動下,碳化硅正成為要求最苛刻的應用領域的首選材料! 今天的工業(yè)應用永遠改變了電力的未來。隨著更高的電力需求和同時強調效率的重要性,來自不同市場的工程師正在尋找答案,以滿足這些日益增長的需求。答案就在這里——碳化硅。 碳化硅:一種完全超乎尋常的解決方案! 首先,讓我們簡單介紹一下碳化硅到底是什么,以及它與傳統(tǒng)硅的一些不同之處。關于碳化硅的一個有趣的事實是碳化硅的碳化物成分不是天然存在的物質。事實上,碳化物最早是從隕石碎片中發(fā)現(xiàn)的。其獨特的性能是如此有前途,今天,我們合成的碳化硅電力產品使用碳化物。 這種碳化硅被用于制造裸芯片、分立肖特基二極管和功率mosfet,然后這些二極管和mosfet被用于分立封裝和模塊中。 正確使用SiC,您可以獲得比現(xiàn)有硅更高的功率轉換能力。您可以提高開關速度,減少損耗和無源元件。SiC功率器件還提高了熱性能。 但如果沒有具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來支持,所有這些說法都毫無意義。正確實施,碳化硅可以減少系統(tǒng)級損失從轉換器或逆變器高達50%至80%。此外,SiC有助于減小尺寸或提高功率密度3倍至4倍。整個系統(tǒng)的效率可以提高百分之幾,從而降低整個系統(tǒng)的損失。這就是為什么碳化硅是一個顛覆性的技術對硅。 汽車市場加速了SiC功率器件的采用! 盡管許多垂直行業(yè)都注意到了碳化硅獨特的性能優(yōu)勢,但**的變化驅動因素之一是汽車行業(yè)。去年,汽車原始設備制造商在汽車電氣化方面投資超過3500億美元。說到電動汽車,碳化硅是首選材料。為什么?因為汽車應用不僅需要最高水平的性能,而且還需要質量、供應鏈穩(wěn)定性和可靠性。為此,有一系列經過AEC-Q10認證的用于汽車應用的SiC電源產品可供選擇。 但為什么汽車工業(yè)如此熱衷于從傳統(tǒng)的硅轉向碳化硅呢?這是一個簡單的美元和美分的問題。在電動汽車中,電池一次又一次地成為最昂貴的部件。在高盛(goldmansachs)最近的一份報告中,他們表示,通過實施SiC,電池成本可以降低300至600美元。 這些驚人的節(jié)省是通過優(yōu)化傳動系統(tǒng)實現(xiàn)的。如果你看看城市和高速公路的聯(lián)合驅動循環(huán),原始設備制造商已經證明,通過實施碳化硅,他們可以減少高達80%的電動汽車逆變器的損失。這意味著,對于相同的電池尺寸和成本,您可以有擴展的范圍。相反,您還可以潛在地減少電池的大小和成本。因此,從定價的角度來看,將碳化硅引入傳動系統(tǒng)的小附加值大大超過了性能節(jié)約。 此外,當你減少損失,你減少了一些負擔,對汽車的冷卻系統(tǒng)。根據(jù)高盛(goldmansachs)的數(shù)據(jù),這里實現(xiàn)的節(jié)省相當于每輛車500到1000美元。 電動汽車電池只是得益于碳化硅性能的汽車領域之一。另一個巨大的增長部分是非車載充電,特別是快速充電直流到直流站。當配備碳化硅,這些快速充電站看到提高能源效率,減少規(guī)模和成本,提高可靠性。 事實上,在電動汽車快速充電應用中,碳化硅已被證明能將整個系統(tǒng)的損耗降低30%。此外,碳化硅可以大大提高功率密度,因此快速充電站更小、更快、更好。 SiC功率器件:為太陽能的未來提供動力 那么,為什么SiC會成為太陽能應用的最愛呢?舉一個現(xiàn)實世界的例子:如果你有一個50或60千瓦的逆變器,將SiC技術換成boost變換器,你可以將開關頻率提高2到3倍。這反過來,大大減少了你的磁性,給你巨大的空間節(jié)省和顯著降低成本以及。 SiC能夠滿足當今IT系統(tǒng)的需求! 在企業(yè)IT行業(yè),現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心對服務器的需求不斷增加,這些服務器不僅具有難以置信的高性能,而且還具有節(jié)能性。能源之星的效率法規(guī)在不斷發(fā)展,如今,鈦能源之星的標準僅僅要求比傳統(tǒng)硅更高的效率。 工業(yè)應用的機會繼續(xù)增長! 從電機驅動到太陽能逆變器,從工業(yè)設備到制造設備,甚至是機器人技術,所有這些系統(tǒng)都有一個共同的主要動力路徑。一般來說,幾乎所有這些系統(tǒng)的電源都來自輔助電源,碳化硅有助于提高這些系統(tǒng)的效率、可靠性和性能。 |