Naujos kartos naujas energetikos variklio valdiklis plėtros - SAK Inverter
Elektromobilių disko kontroleris, Invertorius yra esminis energijos AC/DC konversijos, ir yra naudojama energija per vairavimo pastanga arba stabdymo variklio. Rinka vis labiau reikalauja valdikliai energijos perdavimo efektyvumas, galios tankis ir kaina. Galios modulis yra esminis inverter didelė perdavimo efektyvumą ir didelės galios tankis. Šiuo metu dauguma elektromobilių automobiliu keitikliai yra pagrįstas tradicinių Si (silicis) įrenginio IGBT (izoliuotus vartų Dvipolis tranzistorius) maitinimo modulis. Projektuojant turi trūkumai žemo dažnio perjungimo ir didelį nuostolį, kuris apriboja energijos tankis elektromobilių vairuotojų tobulinimo.
NAK (silicio karbido) turi tris Si įrenginiai pranašumų: didesnis suskirstymas įtampos jėga; mažesni nuostoliai; didesnis šilumos laidumas. Šios charakteristikos reiškia, kad SiC prietaisai gali būti naudojami aukštos įtampos, didelis perjungimų dažnis, didelės galios tankio programas. Su SiC tobulinti modulio galia gamybos lygį, SiC bus labiau tinka puslaidininkinis įtaisas elektros transporto priemonių vairuotojams. SiC prietaisų naudojimas yra veiksminga priemonė pasiekti didelės galios tankio elektromobilių vairuotojų. Šiuo metu vis daugiau ir daugiau tyrimų yra pritaikomos SiC galios modulių taikymas motorinių keitikliai. Toyota Motor Corporation pateikė prašymą SiC galios moduliai hibridines transporto priemones.
Palyginti su Si įrenginiai, SiC prietaisų naudojimas turi daug privalumų.
Didelis efektyvumas ir pagerintas transporto priemonės rida
Kadangi įjungimo įtampa lašas į SiIGBT eksponatų diodų charakteristikos: net jei ir srovė yra mažas, dėl IGBT turi didelio pradinio įjungimo įtampos kritimą. Įjungimo įtampa lašas, SiC MOSFET eksponatų varžinio savybę: jos įjungimo įtampos kritimą yra proporcingas įjungimo srovės. Dvi skirtingas dėl įtampos charakteristikos SiIGBT ir SiCMOSFET nustatyti, kad SiCMOSFET laidumo praradimas yra didesnis nei SiIGBT, tik tada, kai srovė yra labai didelis, ir SiCMOSFET laidumo praradimas yra geriau nei SiIGBT daugumoje srovės Nustatykite intervalus. Visos transporto priemonės veikimo būklės, dauguma jų yra mažas dabartinės darbo sąlygos ir didelio sukimo momento, darbo sąlyga sudaro mažą dalį viso kelių spektre. Su SiC mikroschemų technologijų plėtrą, kad dėl atsparumo, SiCMOSFET bus geriau nei SiIGBT ateityje.
Todėl panaudojus SiC prietaisas, keitiklio energijos keitimo naudingumo žymiai pagerinti, kad už pačios baterijos įtaiso, SiC įrenginį naudoti veiksmingai pagerinti visą transporto priemonės rida.
Nedidelės ir didelės galios tankis
Dėl žemo praradimo SiC įrenginiai, SiC įrenginiai gali pasiekti patį galia su mažesnių lusto plotas nei Si įrenginiai. Tuo pačiu metu, SiC įrenginiai gali veikti aukšto dažnio, padeda sumažinti visame elektros įrenginio pasyviųjų komponentų dydį. SiC inverter sukurta Didžioji elektronika yra daugiau nei pusę tūris, patvirtintą Si inverterių galia tame pačiame lygyje.
Aukštas perjungimo dažnis optimizuoti sistemos triukšmo
Šiuo metu bendras perjungimo Si inverter dažnumas yra 5-10 kHz, ir sistema bus generuoti 5-20 kHz, perjungimo triukšmo, kuris yra lengvai sukelti diskomfortą dažnių diapazone, kad žmogaus ausis gali išgirsti. SiC priemone, didinant perjungimo dažnis 40 kHz, perjungimo triukšmo dažnį generuoja sistema gali viršyti dažnių diapazonas, kuriame galima išgirsti žmogaus ausis. Tuo pačiu metu, perjungimo dažnis padidinamas iki padėti sumažinti dabartinę kontrolės harmonikos, taip sumažinant elektromagnetinis triukšmas ir pagerinti vairavimo patirtį, transporto priemonės veikimui.
Tačiau dabartinis SiC prietaisų naudojimas taip pat kelia didelių problemų.
NAK įrenginiai yra brangesni
SiC lustas vykstantį nėra taip subrendę kaip Si, daugiausia dėl 4 colių vafliai, medžiagų panaudojimo lygis nėra aukštas, ir Si lustas plokštelių buvo sukurta 8 colių arba net 12 colių. Kita vertus, SiC lustų rinkoje paklausa dar nepadidėjo, o kita vertus, SiC skiedrų kaina yra gana didelė.
NAK įrenginio pakavimo technologijų plėtra atsilieka nuo
Šiuo metu daug pagrindinės elektros įrenginių tiekėjų pasaulyje tyrinėjo ir sukūrė SiC žetonų, bet priešingai, pakavimo technologija SiC įrenginių plėtra atsilieka. Palyginti su Si lustas, SiC chip turi didesnis atsparumas ir jo darbinė temperatūra gali viršyti 200 laipsnių. Vis dėlto sandarinimo technologija, naudojama SiC modulyje sukurtas dar su Si modulis, ir jos patikimumas ir gyvenimas negali patenkinti 200 laipsnių. Darbo reikalavimai. SiC mikroschemų taikymo sąlygas yra ribotos.
Disko apsaugos technologija
Palyginti su Si lustas, į trumpojo atlaikyti pajėgumų SIC lustas yra labai sumažintas. Todėl, siekiant užkirsti kelią transformatoriuje SiC įrenginio eksploatavimo metu, vairuoti grandinės turi būti mažesnis atsako trukmė, siūloma SiC įrenginio disko grandinės apsaugos technologija. Didelis iššūkis.
Šilumos dizainas
Nuo vieno SiC lusto plotas yra nedidelis, siekiant pasiekti didelės galios, būtina naudoti daugiau žetonų lygiagrečiai. Kaip padaryti pagrįstą maketavimas lusto užtikrinti šilumos pusiausvyrą tarp lustai ir stebėti karšto vietoje temperatūra lusto modulio viduje yra didelis iššūkis.
EPI ir šiltinimo problemas, kurias sukelia aukštas perjungimo greitis
Palyginti su Si įrenginiai, SiC įrenginių perjungimo greitis gali labai pagerėti, o di/dt ir dv/dt perjungimo procesas yra patobulinta, nors tai padeda sumažinti komutavimo įrenginio, bet iš kitos pusės ji gamins rimtų EPI problemas, kaip tinkamai projektavimo kontrolės grandinės ir filtro grandinės slopinti EPI yra taip pat svarbus klausimas. Be to, didelis dv/dt neigiamai veikia variklio apvijų, kurie paspartins senėjimo izoliacinės dalių, pvz., emalio viela ir izoliacinės žiedas, taip užbaigdami naujų iššūkių izoliacija dizainas variklio izoliacijos.
Apibendrinant
Nors dabartinis SiC įrenginį procesas yra ne taip subrendę kaip Si, SiC paketo sukūrimas palyginti atsilieka, ir prietaiso kaina yra kelis kartus didesnė nei Si. Tačiau su terminu įrenginių technologijų ir prietaisų SiC rinkos paklausa, šie trūkumai bus palaipsniui išlyginti ir NAK įrenginiai yra iš prigimties aukštas atlaikyti įtampą, aukšto dažnio perjungimas, žemos praradimas ir t. t. Privalumų taip pat nustato, kad ji gali būti naudojama daugiau plačiai kaip labai konkurencinga medžiaga ateityje.
