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碳化硅肖特基功率器件加速充电器行业的快速发展!

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作者:碳化硅功率器件工程师来源:CREE(科锐)相关资讯

  在汽车工业的带动下,碳化硅正成为要求最苛刻的应用领域的首选材料!


  今天的工业应用永远改变了电力的未来。随着更高的电力需求和同时强调效率的重要性,来自不同市场的工程师正在寻找答案,以满足这些日益增长的需求。答案就在这里——碳化硅。


  碳化硅:一种完全超乎寻常的解决方案!


  首先,让我们简单介绍一下碳化硅到底是什么,以及它与传统硅的一些不同之处。关于碳化硅的一个有趣的事实是碳化硅的碳化物成分不是天然存在的物质。事实上,碳化物最早是从陨石碎片中发现的。其独特的性能是如此有前途,今天,我们合成的碳化硅电力产品使用碳化物。

Schottky_wafer_pillars.jpg

  这种碳化硅被用于制造裸芯片、分立肖特基二极管和功率mosfet,然后这些二极管和mosfet被用于分立封装和模块中。


  正确使用SiC,您可以获得比现有硅更高的功率转换能力。您可以提高开关速度,减少损耗和无源元件。SiC功率器件还提高了热性能。


  但如果没有具体的统计数据来支持,所有这些说法都毫无意义。正确实施,碳化硅可以减少系统级损失从转换器或逆变器高达50%至80%。此外,SiC有助于减小尺寸或提高功率密度3倍至4倍。整个系统的效率可以提高百分之几,从而降低整个系统的损失。这就是为什么碳化硅是一个颠覆性的技术对硅。


  汽车市场加速了SiC功率器件的采用!


  尽管许多垂直行业都注意到了碳化硅独特的性能优势,但**的变化驱动因素之一是汽车行业。去年,汽车原始设备制造商在汽车电气化方面投资超过3500亿美元。说到电动汽车,碳化硅是首选材料。为什么?因为汽车应用不仅需要最高水平的性能,而且还需要质量、供应链稳定性和可靠性。为此,有一系列经过AEC-Q10认证的用于汽车应用的SiC电源产品可供选择。


  但为什么汽车工业如此热衷于从传统的硅转向碳化硅呢?这是一个简单的美元和美分的问题。在电动汽车中,电池一次又一次地成为最昂贵的部件。在高盛(goldmansachs)最近的一份报告中,他们表示,通过实施SiC,电池成本可以降低300至600美元。


  这些惊人的节省是通过优化传动系统实现的。如果你看看城市和高速公路的联合驱动循环,原始设备制造商已经证明,通过实施碳化硅,他们可以减少高达80%的电动汽车逆变器的损失。这意味着,对于相同的电池尺寸和成本,您可以有扩展的范围。相反,您还可以潜在地减少电池的大小和成本。因此,从定价的角度来看,将碳化硅引入传动系统的小附加值大大超过了性能节约。

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  此外,当你减少损失,你减少了一些负担,对汽车的冷却系统。根据高盛(goldmansachs)的数据,这里实现的节省相当于每辆车500到1000美元。


  电动汽车电池只是得益于碳化硅性能的汽车领域之一。另一个巨大的增长部分是非车载充电,特别是快速充电直流到直流站。当配备碳化硅,这些快速充电站看到提高能源效率,减少规模和成本,提高可靠性。


  事实上,在电动汽车快速充电应用中,碳化硅已被证明能将整个系统的损耗降低30%。此外,碳化硅可以大大提高功率密度,因此快速充电站更小、更快、更好。


  SiC功率器件:为太阳能的未来提供动力


  那么,为什么SiC会成为太阳能应用的最爱呢?举一个现实世界的例子:如果你有一个50或60千瓦的逆变器,将SiC技术换成boost变换器,你可以将开关频率提高2到3倍。这反过来,大大减少了你的磁性,给你巨大的空间节省和显着降低成本以及。


  SiC能够满足当今IT系统的需求!


  在企业IT行业,现代数据中心对服务器的需求不断增加,这些服务器不仅具有难以置信的高性能,而且还具有节能性。能源之星的效率法规在不断发展,如今,钛能源之星的标准仅仅要求比传统硅更高的效率。


  工业应用的机会继续增长!


  从电机驱动到太阳能逆变器,从工业设备到制造设备,甚至是机器人技术,所有这些系统都有一个共同的主要动力路径。一般来说,几乎所有这些系统的电源都来自辅助电源,碳化硅有助于提高这些系统的效率、可靠性和性能。

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