Elektrik sənayesində SiC-nin üstünlükləri

Geniş diapazonlu (WBG) yarımkeçirici material kimi,SiC's daha geniş enerji fərqi ona ənənəvi Si ilə müqayisədə daha yüksək istilik və elektron xassələr verir. Bu xüsusiyyət güc cihazlarının daha yüksək temperatur, tezlik və gərginliklərdə işləməsinə imkan verir.

SiCElektrikli avtomobil tətbiqlərində və digər elektron və elektrik məhsullarında enerji səmərəliliyi böyük ölçüdə materialın özündən qaynaqlanır. Si ilə müqayisədə SiC aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

1. 10 dəfə dielektrik parçalanma sahəsinin gücü;

2. elektronların doyma sürətindən 2 dəfə;

3. Enerji zolağının boşluğunu 3 dəfə artırmaq;

4. 3 dəfə yüksək istilik keçiriciliyi;

Bir sözlə, işləmə gərginliyi artdıqca üstünlükləriSiCdaha aydın olur. Si ilə müqayisədə 1200V SiC açarları 600V açarlardan daha üstündür. Bu xüsusiyyət SiC güc kommutasiya cihazlarının geniş tətbiqinə səbəb oldu və bununla da elektrik nəqliyyat vasitələrinin, onların doldurma avadanlığının və enerji infrastrukturunun səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı, SiC-ni avtomobil istehsalçıları və birinci dərəcəli təchizatçılar üçün ilk seçim etdi.

Lakin 300V və aşağı gərginlikli mühitlərdə,SiCnin üstünlükləri nisbətən kiçikdir. Bu halda, digər geniş diapazonlu yarımkeçirici Qallium Nitridi (GaN) daha böyük tətbiq potensialına malik ola bilər.

Aralıq və səmərəlilik

Əsas fərqSiCSi ilə müqayisədə onun daha yüksək sistem səviyyəsində səmərəliliyi SiC-nin daha böyük güc sıxlığı, daha az enerji itkisi, daha yüksək iş tezliyi və daha yüksək işləmə temperaturu ilə bağlıdır. Bu, tək şarjla daha yüksək sürüş məsafəsi, daha kiçik batareya ölçüləri və daha sürətli bort şarj cihazının (OBC) doldurulma müddəti deməkdir.

Elektrikli avtomobillər dünyasında ən böyük imkanlardan biri benzin mühərriklərinə alternativ olan elektrik ötürücüləri üçün dartma invertorlarındadır. Düzgün cərəyan (DC) çeviriciyə daxil olduqda, çevrilmiş alternativ cərəyan (AC) təkərləri və digər elektron komponentləri gücləndirərək mühərrikin işləməsinə kömək edir. Mövcud Si keçid texnologiyasını qabaqcıl texnologiya ilə əvəz etməkSiC çipləriçeviricidə enerji itkilərini azaldır və avtomobillərə əlavə diapazon təmin etməyə imkan verir.

Buna görə də, forma faktoru, çeviricinin və ya DC-DC modulunun ölçüsü, səmərəlilik və etibarlılıq kimi xüsusiyyətlər əsas mülahizələrə çevrildikdə SiC MOSFET cəlbedici kommersiya faktoruna çevrilir. Dizayn mühəndisləri indi müxtəlif son tətbiqlər üçün daha kiçik, daha yüngül və daha enerjiyə qənaət edən enerji həllərinə malikdirlər. Məsələn, Tesla-nı götürək. Şirkətin əvvəlki nəsil elektrik avtomobilləri Si IGBT-dən istifadə etdiyi halda, standart sedan bazarının yüksəlişi onları sənayedə ilk olan Model 3-də SiC MOSFET-i qəbul etməyə sövq etdi.

Güc əsas amildir

SiC's material xüsusiyyətləri onu yüksək temperatur, yüksək cərəyan və yüksək istilik keçiriciliyi ilə yüksək güclü tətbiqlər üçün ilk seçim edir. SiC cihazları daha yüksək güc sıxlıqlarında işləyə bildiyindən, bu, elektrikli avtomobilin elektron və elektrik sistemləri üçün daha kiçik forma faktorlarını işə sala bilər. Goldman Sachs-a görə, SiC-nin qeyri-adi səmərəliliyi elektrik avtomobillərinin istehsal və sahiblik xərclərini hər bir avtomobil üçün təxminən 2000 dollar azalda bilər.

Bəzi elektrikli avtomobillərdə akkumulyator tutumu artıq təxminən 100 kVt/saata çatdıqda və daha yüksək diapazonlara nail olmaq üçün davamlı artım planları ilə gələcək nəsillərin əlavə səmərəliliyi və daha yüksək gücü idarə etmək qabiliyyəti üçün SiC-yə çox etibar edəcəyi gözlənilir. Digər tərəfdən, iki qapılı giriş səviyyəli elektrikli nəqliyyat vasitələri, PHEV və ya 20 kWh və ya daha kiçik batareya ölçülərindən istifadə edən yüngül elektrik avtomobilləri kimi daha az gücə malik nəqliyyat vasitələri üçün Si IGBT daha qənaətcil bir həlldir.

Yüksək gərginlikli iş mühitlərində enerji itkilərini və karbon emissiyalarını minimuma endirmək üçün sənaye digər materiallardan daha çox SiC istifadəsinə üstünlük verir. Əslində, bir çox elektrikli avtomobil istifadəçiləri orijinal Si həllərini yeni SiC açarları ilə əvəz etdilər ki, bu da SiC texnologiyasının sistem səviyyəsində aşkar üstünlüklərini daha da təsdiqləyir.