ניו-טק מגזין | יולי 2023 | מהדורה דיגיטלית

משפר את יעילותה ואמינותה של יישומי איירוספייס SiC

Microchip Technology אלן קלמלס, מהנדס עיצוב,

SiC מאפייני ידועות מאז סוף המאה SiC בעוד שתכונות זה בשימוש כמוליך WBG , חומר 19 ה למחצה רק לאחרונה. בהשוואה למכשירי חשמל מסורתיים מבוססי סיליקון, מכשירי כוללים שדה חשמלי בעל SiC MOSFET גבוה × 10 , כמעט MV / cm 3-5 פירוק גבוה ( מזה × 3 מזה של סיליקון) ופער פס גבוה בכ- ). יתרה eV 1.11 לעומת eV 3.26( של סיליקון מכך, הניהול התרמי משופר הודות למוליכות × 3 , הגבוהה בכמעט SiC התרמית של ,) W / cmK 1.5 לעומת W / cmK 4.9( מסיליקון וההתנגדות הספציפית שלו, הנמוכה בהרבה mΩ / cm 400 מול 2 ) mΩ / cmK 0.3( מסיליקון בטמפרטורת 1200 V עבור מתח פירוק של 2 ) של התקני R DS ) on ( החדר). התנגדות ההפעלה ( זמינים מסחרית יכולה להיות נמוכה SiC כוח מזו של מכשיר שווה ערך × 400 עד 300 עד פי מבוסס סיליקון באותו מתח פירוק. SiC בהשוואה למקביליהם מסיליקון, יכולים לפעול בתדרי מיתוג MOSFETs גבוהים יותר עם פחות הולכה והפסדי הספק, מה שמאפשר רכיבים פסיביים קטנים יותר במערכות חשמל ופתרונות כוח קומפקטיים וקלים יותר. דבר זה מאפשר

הנוכחיים עם IGBT את החלפת מכשירי ה- ביישומים בעלי הספק גבוה SiC MOSFETs מוגבלי נפח, כגון אווירונאוטיקה. באירוספייס SiC יישומי SiC MOSFETs מעגל דרייב השער עבור )20 V דורש מתח כונן שער חיובי גבוה (בערך ובהתאם ליישום הספציפי, מתח שער "כבוי" dV / dt (עבור V-6 עד - V-2 שלילי בטווח - חסינות ולהשגת מהירות הכיבוי המהירה ביותר). בשילוב עם קיבולת פלט נמוכה ו- SiC נמוך, דבר שהופך את התקני R DS ) on ( לאטרקטיביים עבור מיתוג עיצובים כגון ספקי כוח, ממירים תלת פאזיים, מגברים ). השימוש DC / DC ו- AC / DC וממירי מתח ( מאפשר גם חיסכון משמעותי SiC במכשירי בעלויות והפחתת גודל החלקים המגנטיים (שנאים ומשרנים) המשמשים ביישומי חשמל רבים באירוספייס. בתעשיית האירוספייס, הרעיון של יותר ) הפך לפופולרי MEA מטוסים חשמליים ( שואפת לחשמל מערכות עזר MEA מאוד. למטוסים, שהופעלו בעבר באמצעים מכניים, מביאה MEA הידראוליים ופנאומטיים. גישת יתרונות מרכזיים כגון שיפור היעילות,

פי שקורה במגזרים אסטרטגיים אחרים בעולם האלקטרוניקה,

כ

תעשיית האירוספייס נעה במהירות לעבר פתרונות כוח קלים, קטנים, בעלי יעילות וצפיפות גבוהה. למען האמת, פרדיגמת הגודל, המשקל, ההספק והעלות החדשה מציבה דרישות קשות ומחמירות למעצבים הנאבקים לעמוד בדרישת השוק ובו בזמן מספקים פתרונות צריכת חשמל ביעילות גבוהה. DC / ו- DC / DC מהפכים מסורתיים וממירי מתגלים כבלתי מתאימים או לא יעילים AC עבור היישומים הקריטיים והמאתגרים ביותר, כגון לוויינים מהדור האחרון, כלי טיס בלתי מאוישים או מטוסים חשמליים. כדי להתגבר על האתגרים הללו, הגישה למודולי הספק בצפיפות גבוהה מוכיחה את עצמה כפתרון יעיל לספק אמינות וצפיפות הספק גבוהות וגמישות. הדור השלישי של מוליכים למחצה רחבי ) מספק דחיפה חסרת תקדים WBG פס ( לתעשיית האירוספייס. סיליקון קרביד מקדם את אספקת כוח האירוספייס לעידן חדש, המאופיין בפתרונות כוח יותר קטנים, יעילים וקלים יותר.

New-Tech Magazine l 38