Quels secteurs et applications peuvent bénéficier des modules Wolfspeed WolfPACK™ ?

Les modules Wolfspeed WolfPACK sont faciles à dimensionner et offrent une ampacité plus élevée par rapport à la même topologie avec plusieurs dispositifs discrets. Ces modules sont dotés de composants entièrement SiC et sont disponibles dans une gamme de configurations de dispositifs différentes, y compris les topologies à demi-pont et six-pack.

La gamme de modules de puissance Wolfspeed WolfPACK prend en charge une large gamme d'applications. Explorons quelques-unes d'entre elles plus en détail :

Stations de recharge pour voitures

La demande de véhicules électriques (VE) a considérablement augmenté ces dernières années, mais un domaine clé qui conduira à une croissance tangible et rapide est la capacité à fournir des chargeurs rapides. L'un des plus grands avantages des véhicules à carburant fossile par rapport aux véhicules électriques est la capacité des premiers à être ravitaillés en quelques minutes. Les VE, en revanche, peuvent prendre beaucoup plus de temps pour être prêts à reprendre la route ; différents types de chargement peuvent prendre seulement 30 minutes ou jusqu'à douze heures. La technologie de charge rapide peut réduire le temps de recharge en transférant rapidement de grandes quantités d'énergie en utilisant des tensions plus élevées, des courants plus élevés, ou une combinaison des deux.

La technologie SiC des modules de puissance Wolfspeed WolfPACK et leur capacité élevée en ampacité les rendent idéaux pour les environnements de recharge rapide. Le faible profil de ces modules permet une utilisation dans de nombreux emplacements différents, qu'il s'agisse de grandes stations-service ou de lieux de recharge urbains où l'espace est restreint. De plus, l'évolutivité des modules permet aux fabricants de développer des systèmes de recharge évolutifs, une considération qui deviendra de plus en plus importante à mesure que les capacités énergétiques des véhicules électriques augmentent.

Énergie Renouvelable

Pour soutenir un avenir énergétique plus durable, une dépendance réduite aux combustibles fossiles est également nécessaire dans le secteur de l'énergie — ce qui nécessite une augmentation des solutions d'énergie renouvelable, telles que l'éolien et le solaire. Bien que ces sources d'énergie soient respectueuses de l'environnement, elles produisent toutes deux de l'électricité qui ne peut pas être directement injectée dans le réseau — elles nécessitent donc des étapes supplémentaires de conversion d'énergie pour être viables.

La puissance générée par les éoliennes peut nécessiter un convertisseur AC/DC, qui est utilisé pour convertir l'énergie AC (qui ne sera pas synchronisée avec la fréquence ou la phase du réseau) en énergie DC. Une fois cela terminé, l'énergie est ensuite reconvertie en AC pour être utilisée avec le réseau. Les panneaux solaires, quant à eux, produisent uniquement de l'énergie DC et nécessitent donc un onduleur s'ils doivent être connectés au réseau.

Selon le déploiement, les systèmes de distribution d'énergie pour les énergies renouvelables peuvent être limités en taille, ce qui est le cas pour les installations solaires résidentielles souvent montées sur des poteaux électriques. La technologie SiC MOSFET mise en avant dans les modules Wolfspeed WolfPACK permet de réduire globalement la taille des systèmes de conversion de puissance grâce à une augmentation de la densité de puissance. Lors de l'examen des économies au niveau du système associées à un passage au SiC, il a été démontré que les onduleurs photovoltaïques (PV) réduisent la taille, le poids et le coût de 20 à 50% par rapport à la technologie basée sur le Si, tout en maintenant voire augmentant l'efficacité. Cela est dû aux propriétés matérielles optimales du SiC; la bande interdite plus large permet d'obtenir une tension de claquage plus élevée et un fonctionnement à température de jonction plus élevée, résultant en une densité de puissance supérieure à celle du Si avec une efficacité accrue. Toute augmentation de l'efficacité est cruciale pour soutenir un meilleur réseau de distribution d'énergie, car elle entraîne moins de pertes d'énergie — une augmentation de seulement 1% de l'efficacité équivaudrait à 600 mégawatts supplémentaires de puissance solaire par an parmi les 60 gigawatts de solaire installés aux États-Unis. Si vous vous demandez comment encadrer les économies d’énergie résultant de cette augmentation d’efficacité, le Département de l'Énergie a publié une série sur la manière de mettre en perspective 1 gigawatt, soit 1 milliard de watts.

Stockage d'énergie

Une augmentation des énergies renouvelables nécessite non seulement une conversion de puissance pour être viable, mais aussi que l'énergie soit disponible pour répondre à la demande des consommateurs et de l'industrie à toute heure, chaque jour de l'année. Dans certains cas, les sources d'énergie renouvelable sous-produisent en raison de conditions ambiantes sous-optimales, tandis qu'à d'autres moments, elles peuvent créer une énergie excessive au-delà de la demande immédiate. Pour résoudre cette divergence entre l'approvisionnement énergétique stable et la demande, des systèmes de stockage d'énergie à grande échelle, tels que les batteries, sont mis en œuvre. Ces systèmes se chargent pendant les périodes de forte production d'énergie renouvelable et renvoient de l'énergie au réseau lorsque les énergies renouvelables ne peuvent répondre aux pics de demande énergétique.

Tout comme avec les exigences de conversion d'énergie des énergies renouvelables, les modules Wolfspeed WolfPACK SiC sont idéaux pour les solutions de stockage d'énergie renouvelable en raison des augmentations inhérentes de la densité et de l'efficacité du système associées à la technologie SiC. La capacité de ces modules à créer des solutions facilement évolutives, associée à leur empreinte de taille réduite, rend la technologie idéale pour développer une infrastructure d'énergie renouvelable supportant l'alimentation du réseau pour répondre à la demande.

Systèmes d'alimentation industriels

Les systèmes d’alimentation industrielle s’appliquent à plusieurs types de secteurs industriels : des centres de données aux aéroports, de la fabrication à l’automobile, et plus encore. Bien que de nombreux systèmes d’alimentation industrielle soient conçus avec un accent sur l’évolutivité, l’automatisation et l’adaptabilité, ces systèmes exigent également fiabilité — car l’arrêt de n’importe quel équipement peut coûter cher. Dans de telles applications industrielles, la fiabilité est l’élément le plus crucial de la prise de décision car les temps d’arrêt signifient beaucoup.

Les modules Wolfspeed WolfPACK sont idéaux pour les systèmes de puissance industriels, grâce au record éprouvé de mille milliards d'heures de l'entreprise qui démontre la fiabilité sur le terrain. La faible inductance et les faibles pertes de commutation de ces modules les rendent idéaux pour une utilisation à haute fréquence dans des applications telles que les systèmes de contrôle de moteur, les convertisseurs de puissance et les soudeuses. De plus, les modules disposent d'un emballage sans plaque de base qui, associé aux solutions technologiques avancées de SiC de l'entreprise, offre aux concepteurs de systèmes une mise en œuvre flexible de la gestion thermique.

Conclusion

Les modules Wolfspeed WolfPACK offrent un potentiel énorme dans une gamme d'industries et d'applications, y compris la recharge de véhicules électriques, les énergies renouvelables, le stockage d'énergie et les systèmes de puissance industriels, entre autres. Leur facilité de mise en œuvre, combinée à la haute efficacité et aux performances supérieures des technologies SiC, positionne les modules Wolfspeed WolfPACK comme une solution solide pour les applications de puissance moyenne.