Comment le carbure de silicium Wolfspeed transforme les systèmes d'énergie solaire
La durabilité est un facteur important dans de nombreux domaines de la vie quotidienne, y compris la production d'énergie.
La demande de technologie soutenant l'utilisation des ressources renouvelables n'a cessé d'augmenter, et il est logique que la manière dont nous transmettons et transformons cette énergie doive également être durable. Les composants de puissance en carbure de silicium (SiC) ont le potentiel d'augmenter considérablement la durabilité de l'énergie renouvelable et de la technologie qui la rend possible.
La croissance rapide de la production d'énergie solaire
Selon Statista, la production nette d'énergie solaire aux États-Unis a atteint ses niveaux les plus élevés en 2018 avec 66,6 gigawattheures. Ce niveau de croissance rapide a commencé en 2011 lorsque la production nette d'énergie solaire était inférieure à 2 gigawattheures. Pendant cette augmentation de la demande de technologie de production d'énergie solaire, il y a également eu des développements majeurs dans le domaine du carbure de silicium en tant que matériau semi-conducteur et, plus spécifiquement, son utilisation dans les composants de puissance.
L'impact positif du carbure de silicium sur la durabilité
Le carbure de silicium est reconnu pour ce qu'il peut accomplir en termes de meilleure efficacité, de réduction de la génération de chaleur et de densité de puissance plus élevée par rapport au silicium (Si) plus traditionnel. Utiliser des composants de puissance en carbure de silicium au lieu du silicium pour les onduleurs solaires peut économiser 10 mégawatts pour chaque gigawatt et 500 watts/sec en fonctionnement, ce qui représente des économies d'énergie significatives.
Onduleurs solaires PV et MOSFETs en carbure de silicium 650V
Un domaine spécifique où le carbure de silicium a eu un impact positif sur la durabilité des conceptions de production d'énergie solaire est dans la conception de panneaux solaires photovoltaïques à haute efficacité pour un usage résidentiel. Par exemple, l'utilisation d'un MOSFET SiC de 650V à la place d'un MOSFET Si permet d'obtenir des onduleurs solaires plus légers, plus petits et plus efficaces. Cela conduit également à une réduction significative des pertes du système et à un coût par watt inférieur par rapport au Si. De plus, les MOSFET en carbure de silicium génèrent moins de chaleur que leurs homologues en Si.
Il existe d'autres avantages à utiliser le MOSFET en carbure de silicium qui peuvent ne pas être directement liés à la durabilité. Par exemple, l'utilisation de la nouvelle famille de MOSFET SiC 650V de Wolfspeed entraîne un coût par watt inférieur par rapport au Si. Ils sont extrêmement durables et fiables, capables de résister à de fortes variations de température et à des environnements à haute humidité, ce qui contribue également à la durabilité du design.
Solutions Wolfspeed pour l'énergie renouvelable
Wolfspeed est le leader de l'industrie en matière d'électronique de puissance en carbure de silicium, qui peut contribuer de manière significative à l'efficacité globale des conceptions de puissance renouvelable, avec une faible génération de chaleur, une densité de puissance élevée et une fiabilité exceptionnelle.
Solutions de produits et de conceptions de référence
| Produit | Tension de blocage (V) | RDS(ON) à 25℃(mΩ) | Indice de courant à 25℃ (A) | Boîtier |
|---|---|---|---|---|
| C3M0015065D | 650 V | 15 mΩ | 120 A | TO-247-3 |
| C3M0015065K | 650 V | 15 mΩ | 120 A | TO-247-4 |
| C3M0060065J | 650 V | 60 mΩ | 36 A | TO-263-7 |
| C3M0060065K | 650 V | 60 mΩ | 37 A | TO-247-4 |
| C3M0060065D | 650 V | 60 mΩ | 37 A | TO-247-3 |
Conceptions de référence
Découvrez les MOSFETs SiC 650V de Wolfspeed, les pièces complémentaires et les conceptions de référence pour en savoir plus sur la façon dont la technologie MOSFET SiC de Wolfspeed peut vous aider à créer de meilleurs produits répondant aux exigences des appareils modernes d'aujourd'hui.
CRD-06600FF065N — Conception de référence de chargeur de batterie AC/DC + DC/DC bidirectionnel à haute densité de puissance de 6,6 kW
- Démonstration des MOSFETs SiC de 650 V, 60 mΩ (C3M™) de Wolfspeed dans un convertisseur bidirectionnel de 6,6 kW destiné aux applications de charge embarquée à haute efficacité et haute densité de puissance
- La carte de démonstration se compose d'un étage PFC Totem-Pole bidirectionnel (AC/DC) et d'un étage DC/DC bidirectionnel isolé basé sur une topologie CLLC avec une tension de liaison CC variable
- L'utilisation de la haute fréquence de commutation permet à la carte de démonstration d'être plus petite, plus légère et globalement plus rentable
- La carte de démonstration OBC à haute densité de puissance de 6,6 kW de Wolfspeed peut accepter une entrée de 90VAC-265VAC et fournir une sortie de 250VDC-450VDC avec une efficacité > 96,5% en modes de charge et d'inversion
- Les principales applications cibles de cette carte de démonstration incluent : la recharge de véhicules électriques et le stockage d'énergie
- La documentation comprend une nomenclature (BOM), un schéma, une disposition de la carte et la note d'application
KIT-CRD-3DD065P – Kit d'évaluation convertisseur abaisseur-élévateur DC/DC
- Évaluer et optimiser les performances en régime permanent et en commutation à haute vitesse des MOSFETs SiC Wolfspeed C3M™ et des diodes Schottky
- Analysez la carte d'évaluation dans des topologies de conversion d'énergie polyvalentes, telles que le convertisseur Buck ou Boost synchrone/asynchrone, demi-pont et pont complet (Veuillez noter : la topologie de pont complet nécessite 2 Kits d'Évaluation)
- Compatible avec les boîtiers TO-247 et TO-220 des diodes Schottky en SiC
- Ne nécessite pas de condensateur supplémentaire pour faire fonctionner la carte d'évaluation dans les topologies de convertisseur abaisseur ou élévateur
- Deux (2) pilotes de grille dédiés disponibles sur la carte pour chaque MOSFET SiC C3M™
- Comprend (2) C3M™ SiC MOSFETs de 1200 V, 75mΩ dans un boîtier TO-247-4 avec le matériel de test
Convertisseur DC-DC Haute Fréquence 6,6 kW – CRD-06600DD065N
- Démonstration des MOSFETs SiC 650 V, 60 mΩ (C3M™) de Wolfspeed dans un convertisseur DC-DC haute fréquence de 6,6 kW destiné aux applications à haute densité de puissance
- La carte de démonstration consiste en une topologie DC-DC LLC dans laquelle le côté primaire est basé sur un étage en pont complet tandis que le côté secondaire est basé sur un étage de redressement asynchrone
- L'utilisation de l'opération à haute fréquence permet à la carte de démonstration d'être plus petite, plus légère et globalement plus rentable
- La carte de démonstration haute fréquence de 6,6 kW de Wolfspeed peut accepter de 380 VDC à 420 VDC en entrée et fournir 400 VDC en sortie avec une efficacité > 96 %
- L'application cible principale de cette carte de démonstration inclut : alimentations électriques industrielles et chargeurs de VE
- La documentation comprend une nomenclature (BOM), un schéma, une disposition de la carte et la note d'application
CRD-02AD065N – PFC totem sans pont haute efficacité de 2,2 kW (80+ Titane) avec MOSFET SiC
- Solution très efficace et à faible coût de topologie PFC en totem sans pont de 2,2 kW basée sur les derniers MOSFETs SiC 650 V 60 mΩ (C3M™) de Wolfspeed
- Atteindre confortablement la norme Titanium en ayant une efficacité > 98,5% tandis que THD < 4% dans toutes les conditions de charge
- Solution innovante de détection de courant basée sur une résistance
- Courant de l'inducteur sans distorsion au point de passage par zéro pendant toutes les conditions de charge
- Réduction de la liste de matériaux (BOM) par l'utilisation de diodes polyvalentes à la place des commutateurs basse fréquence
- Les principales applications cibles de cette carte de démonstration incluent : unités d'alimentation (PSU) pour serveur, télécom et industriel
- La documentation comprend la nomenclature (BOM), le schéma, le plan de la carte, la note d'application
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