Интеллектуальные силовые модули на основе SiC снижают потребление энергии и стоимость системы

Компания onsemi представила первое поколение своих 1200-вольтовых SiC MOSFET-модулей SPM 31 IPM. Эти IPM обеспечивают самую высокую энергоэффективность и плотность мощности в наименьшем форм-факторе по сравнению с использованием технологии Field Stop 7 IGBT, что приводит к снижению общей стоимости системы по сравнению с любым другим ведущим решением на рынке. Их улучшенные тепловые характеристики, сниженные потери мощности и способность поддерживать высокие скорости переключения делают эти IPM идеальными для трехфазных инверторных приводов, таких как вентиляторы EC в центрах обработки данных AI, тепловые насосы, коммерческие системы HVAC, серводвигатели, робототехника, частотно-регулируемые приводы (VFD), а также промышленные насосы и вентиляторы.

IPM обеспечивают несколько номиналов тока от 40 А до 70 А. Дополненный портфелем IGBT SPM 31 IPM компании, охватывающим низкие токи от 15 А до 35 А, теперь он предлагает самый широкий в отрасли ассортимент масштабируемых и гибких интегрированных решений силовых модулей в небольшом корпусе.

В 2023 году на эксплуатацию жилых и коммерческих зданий пришлось 27,6% конечного потребления энергии в США. По мере роста электрификации и внедрения ИИ, особенно в связи со строительством большего количества центров обработки данных ИИ и ростом спроса на энергию, необходимость снижения энергопотребления приложений в этом секторе становится все более критичной. Силовые полупроводники, способные эффективно преобразовывать электроэнергию, являются ключом к этому переходу к миру с низким уровнем выбросов углерода.

С ростом числа и размера центров обработки данных ожидается рост спроса на вентиляторы EC. Эти охлаждающие вентиляторы поддерживают идеальную рабочую среду для всего оборудования в центре обработки данных и необходимы для точной, безошибочной передачи данных. SiC IPM гарантирует, что вентилятор EC работает надежно и эффективно.

Как и многие другие промышленные приложения, такие как приводы компрессоров и насосы, вентиляторы EC требуют более высокой плотности мощности и эффективности, чем существующие более крупные решения IGBT. Перейдя на эти IPM, клиенты могут получить выгоду от меньшей занимаемой площади, более высокой производительности и упрощенной конструкции благодаря высокой интеграции, что приводит к сокращению времени разработки, снижению общей стоимости системы и сокращению выбросов парниковых газов. Например, по сравнению с системным решением, которое использует текущий IGBT PIM с потерями мощности 500 Вт при 70% нагрузке, внедрение высокоэффективных IPM может снизить годовое потребление энергии и стоимость одного вентилятора EC на 52%.

Полностью интегрированный EliteSiC SPM 31 IPM включает в себя независимый драйвер затвора высокой стороны, низковольтную интегральную схему (LVIC), шесть EliteSiC MOSFET и датчик температуры (датчик температуры напряжения (VTS) или термистор). Модуль основан на ведущей в отрасли технологии M3 SiC, которая уменьшает размер кристалла и оптимизирована для приложений с жестким переключением с улучшенными характеристиками времени выдерживания короткого замыкания (SCWT) при использовании в корпусе SPM 31, что делает их подходящими для приводов инверторных двигателей промышленного назначения. MOSFET сконфигурированы в трехфазный мост с отдельными соединениями источника для нижних ножек для максимальной гибкости в выборе алгоритма управления.