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Chip de potência que torna os sistemas menores e mais rápidos
A Wolfspeed anunciou o primeiro MOSFET de potência de carboneto de silício (SiC) de 10 kV disponível comercialmente no setor.Destina-se a sistemas de alta tensão, onde permite um design de sistema mais flexível, melhora a durabilidade e suporta energia fiável e sustentável para aplicações como infraestruturas de rede, eletrificação industrial e centros de dados de IA.O dispositivo desafia as abordagens existentes de conversão de energia, oferecendo um caminho para modernizar a infraestrutura energética crítica e apoiar as crescentes demandas energéticas.
No nível do dispositivo, ele estabelece um novo padrão de durabilidade e desempenho.A análise de vida útil da ruptura dielétrica intrínseca dependente do tempo (TDDB) prevê 158.000 anos de operação em uma polarização contínua de porta de 20 V.É também o primeiro MOSFET SiC de 10 kV a lidar com a degradação bipolar, mantendo ao mesmo tempo um desempenho confiável, incluindo operação de diodo corporal - um requisito importante para sistemas UPS de média tensão, energia eólica e aplicações de transformadores de estado sólido.
A capacidade de tensão mais alta impacta diretamente o projeto do sistema.Permite uma liberdade arquitetónica que não era possível anteriormente, permitindo a simplificação dos sistemas de conversão de energia.Projetos multicélulas podem ser combinados em menos células, e topologias de inversores de três níveis podem mudar para projetos de dois níveis.Essas mudanças podem reduzir o custo geral do sistema em cerca de 30%.
O desempenho da comutação também melhora a eficiência e o tamanho do sistema.Ao aumentar a frequência de comutação de 600 Hz para 10.000 Hz, a densidade de potência pode melhorar em mais de 300%.Isso reduz o tamanho do magnetismo e simplifica os circuitos de controle e acionamento do portão.
O desempenho térmico também é melhorado no nível do sistema.Com a eficiência de conversão atingindo 99%, os requisitos térmicos podem ser reduzidos em até 50%, permitindo soluções de resfriamento mais simples em comparação com sistemas baseados em IGBT.
Em aplicações de energia pulsada, o dispositivo introduz uma mudança na comutação mecânica.Com um tempo de subida inferior a 10 ns, ele pode substituir interruptores mecânicos de centelhador que se degradam devido ao arco voltaico de alta corrente e alta temperatura.A comutação de estado sólido usando MOSFETs SiC remove o arco voltaico, melhora a eficiência da transferência de energia e fornece melhor controle de temporização.
Isso também reduz o tamanho e a complexidade do sistema em aplicações como sistemas de energia geotérmica, fontes de alimentação para data centers de IA, gravação de plasma semicondutor e produção de fertilizantes.