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Chip di potenza che rende i sistemi più piccoli e più veloci
Wolfspeed ha annunciato il primo MOSFET di potenza al carburo di silicio (SiC) da 10 kV disponibile in commercio.È rivolto ai sistemi ad alta tensione, dove consente una progettazione più flessibile del sistema, migliora la durabilità e supporta energia affidabile e sostenibile per applicazioni come infrastrutture di rete, elettrificazione industriale e data center AI.Il dispositivo sfida gli approcci esistenti di conversione dell’energia offrendo un percorso per modernizzare le infrastrutture energetiche critiche e supportare la crescente domanda di energia.
A livello di dispositivo, stabilisce un nuovo punto di riferimento per durata e prestazioni.L'analisi della durata del guasto dielettrico intrinseco dipendente dal tempo (TDDB) prevede 158.000 anni di funzionamento con una polarizzazione di gate continua di 20 V.È anche il primo MOSFET SiC da 10 kV in grado di affrontare il degrado bipolare mantenendo prestazioni affidabili, compreso il funzionamento del diodo body, un requisito importante per i sistemi UPS a media tensione, l'energia eolica e le applicazioni di trasformatori a stato solido.
La capacità di tensione più elevata influisce direttamente sulla progettazione del sistema.Consente una libertà architettonica che prima non era possibile, consentendo la semplificazione dei sistemi di conversione dell'energia.I progetti multicella possono essere combinati in un numero inferiore di celle e le topologie di inverter a tre livelli possono passare a progetti a due livelli.Questi cambiamenti possono ridurre il costo complessivo del sistema di circa il 30%.
Le prestazioni di commutazione migliorano inoltre l'efficienza e le dimensioni del sistema.Aumentando la frequenza di commutazione da 600 Hz a 10.000 Hz, la densità di potenza può migliorare di oltre il 300%.Ciò riduce le dimensioni dei componenti magnetici e semplifica i circuiti di controllo e di azionamento del gate.
Anche le prestazioni termiche sono migliorate a livello di sistema.Con un'efficienza di conversione che raggiunge il 99%, i requisiti termici possono essere ridotti fino al 50%, consentendo soluzioni di raffreddamento più semplici rispetto ai sistemi basati su IGBT.
Nelle applicazioni di potenza pulsata, il dispositivo introduce un passaggio dalla commutazione meccanica.Con un tempo di salita inferiore a 10 ns, può sostituire gli interruttori spinterometrici meccanici che si degradano a causa di archi elettrici ad alta corrente e ad alta temperatura.La commutazione a stato solido tramite MOSFET SiC elimina la formazione di archi, migliora l'efficienza del trasferimento di energia e fornisce un migliore controllo della temporizzazione.
Ciò riduce anche le dimensioni e la complessità del sistema in applicazioni quali sistemi di energia geotermica, alimentatori per data center AI, incisione al plasma di semiconduttori e produzione di fertilizzanti.