Карбид кремния растет в силовой электронике
Полупроводники SiC, представленные на PCIM в этом году в Нюрнберге, демонстрируют свою готовность к промышленным, автомобильным и энергетическим применениям.
Предложения карбида кремния (SiC), а также их преимущества, такие как более высокая эффективность, большая плотность мощности, меньшая занимаемая площадь и более низкая стоимость, были в ярости на выставке PCIM в этом году, проходившей с 16 по 18 мая в Нюрнберге, Германия.
ON Semi, например, вышла на шоу с двумя диодами SiC: 650 V FFSP3065A и 1200 V FFSP20120A. Затем появился Infineon, представивший модуль Easy 1B SiC во время показа PCIM 2016; компания объявила, что теперь она начинает выпуск модулей Easy 1B.
Модуль Easy 1B подходит для промышленного применения, солнечной и сварочной техники. Изображение предоставлено Infineon
«Карбид кремния достиг переломного момента, - сказал Питер Вавер, президент подразделения Industrial Power Control в Infineon Technologies.
Немецкий производитель микросхем также продемонстрировал 200-вольтовые силовые микросхемы CoolSiC ™, которые обладают динамическими потерями на порядок ниже, чем IGBT кремния емкостью 1200 В. И Infineon утверждает, что эти SiC-МОП-транзисторы обладают очень быстрыми переходными процессами.
Кроме того, с пороговым напряжением (V th) 4 В и рекомендуемым порогом включения (V GS) +15 В, транзисторы SiC могут управляться как IGBT и безопасно выключаться в случае неисправности.
Эти МОП-транзисторы SiC первоначально ориентированы на чувствительные к стоимости приложения, такие как фотоэлектрические инверторы, ИБП (источники бесперебойного питания) и системы зарядки и хранения. В конце концов Infineon видит, что их применение используется в промышленных приводах и вспомогательных источниках питания в железнодорожных системах.
Вероятно, это не совпадение, что новые кремниевые диоды STMicro также нацелены на экономичные конструкции, такие как солнечные инверторы, бытовая техника и силовые адаптеры. И, как и Infineon, ST также смотрит на более ориентированные на производительность варианты использования, которые гарантируют превосходную эффективность, низкий вес, небольшой размер и более надежные тепловые свойства.
Возьмите, например, встроенные зарядные устройства (OBC) и зарядные станции для электрических и подключаемых гибридных автомобилей. Низкое прямое напряжение (VF) диодов STC 1200 В SiC обеспечивает проектировщиков кредитным плечом для достижения высокой эффективности и надежности с использованием чипов питания с более низким номинальным током, что снижает общую стоимость.
Диоды STC 1200 V SiC покрывают номинальные значения тока от 2 А до 40 А.
Продукты с большими токовыми модулями, такими как силовые модули, необходимы для подавления влияния перенапряжения во время переключения, чтобы максимизировать высокоскоростные характеристики переключения SiC.
Именно поэтому компания Rohm утверждает, что разработала новый пакет для своих модулей SiC для лучшего управления текущими рейтингами в диапазоне от 100 А до 600 А.
Компания Rohm, которая впервые выпустила первый силовой модуль SiC еще в марте 2012 года, запустила два модуля SiC емкостью 1200 В, которые рассчитаны на 400 А и 600 А и оптимизированы для инверторов и преобразователей в солнечных энергосистемах, ИБП и источниках питания для промышленных оборудование.
Принципиальная схема модуля SiC Rohm, который объединяет барьерные диоды Шоттки (SBD) и MOSFET, что делает возможным высокочастотную работу выше 100 кГц. Изображение предоставлено Rohm
И, как и силовые модули Infineon SiC, новые предложения Rohm требуют снижения потерь на коммутацию по сравнению с модулями IGBT того же диапазона тока. Однако, в отличие от Infineon, Rohm привел цифру: 64% при температуре кристалла 150 ° C. Это, по словам Рома, позволяет миниатюризировать системы охлаждения.