הדור הבא של אנרגיה חדש מנוע פיתוח בקר - סיק מהפך
ב בקר כונן רכב חשמלי, מהפך is a רכיב מפתח עבור אנרגיה המרת ac/DC, והוא משמש עבור שחזור אנרגיה במהלך נהיגה או בלימה של המנוע. השוק דורש יותר ויותר עבור בקרי במונחים של יעילות העברת אנרגיה, כוח צפיפות ומחיר. המודול כוח הוא רכיב מפתח של מהפך כדי להשיג יעילות גבוהה השידור וצפיפות מתח גבוה. כיום, רוב ממירים כונן רכב חשמלי מבוססים על מסורתי סי (סיליקון) התקן IGBT (טרנזיסטור ביפולרי שער מבודד) כוח המודול. העיצוב כולל החסרונות של תדירות מיתוג נמוך ואובדן גדול, אשר מגביל את השיפור של צפיפות צריכת החשמל של ההתקן רכב חשמלי.
סיק (סיליקון קרביד) יש שלושה יתרונות על פני התקנים Si: חוזק גבוה יותר פירוט מתח; אובדן התחתון; מוליכות חום גבוהה יותר. מאפיינים אלו אומר כי ניתן להשתמש SiC התקני מתח גבוה, גבוה החלפת תדר, יישומים צפיפות הספק גבוה. עם השיפור של SiC כוח מודול ייצור ברמה, סיק יהיה מכשיר מוליכים למחצה מתאים יותר לנהגי רכב חשמלי. השימוש SiC התקני הוא אמצעי יעיל כדי להשיג צפיפות הספק גבוה של נהגי רכב חשמלי. כיום, יותר ויותר מחקרים הוחלו על היישום של מודולים חשמל SiC ממירים מבוססת על מנוע. טויוטה מוטוריים תאגיד הוחל מודולי כוח SiC על כלי רכב היברידיים.
בהשוואה עם התקנים Si, השימוש של התקנים SiC לו יתרון רב.
מרחק הרכב משופרת ויעילות גבוהה
מאז ירידת מתח מדליק SiIGBT מוצגים מאפייני דיודה: גם אם הזרם על קטן, IGBT יש טיפה מתח גדול מדליק הראשונית. ירידת מתח מדליק MOSFET SiC תערוכות מאפיין resistive: שחרור מתח שלה מדליק הוא יחסי הנוכחי מדליק. שני המאפיינים על מתח שונים של SiIGBT ו- SiCMOSFET לקבוע אובדן הולכה של SiCMOSFET הוא גבוה מזה של SiIGBT רק כאשר הזרם הוא גדול מאוד, אובדן הולכה SiCMOSFET טוב יותר מזה של SiIGBT רוב זרם מרווחי. בתנאי עבודה כל הרכב, רובם הם תנאי העבודה הנוכחית קטנה, את מומנט גדול עובד בתנאי חשבונות עבור אחוז קטן בספקטרום כל הכביש. עם התפתחות טכנולוגיית השבבים SiC, בההתנגדות של SiCMOSFET יהיה טוב יותר SiIGBT בעתיד.
לכן, לאחר שימוש המכשיר SiC, יעילות ההמרה מהפך יכול ניתן לשפר באופן משמעותי, כך עבור חבילת הסוללה זהה, השימוש של המכשיר SiC יכול ביעילות לשפר הקילומטראז של הרכב כולו.
גודל קטן וצפיפות מתח גבוה
בשל אובדן הנמוכה SiC התקנים, SiC התקנים ניתן להשיג את אותו הכוח פלט עם אזור צ'יפ קטן יותר מאשר התקנים Si. במקביל, התקנים SiC יכול לפעול בתדרים הגבוהים, מסייע להפחית את הגודל של רכיבים פסיביים מסביב למכשיר חשמל. מהפך SiC שפותחה על ידי יונייטד אלקטרוניקה הוא יותר מחצי הנפח של מהפך סי שאושרו באותה רמת עוצמה.
תדירות מיתוג גבוהה כדי למטב את המערכת רעש
בזמן הנוכחי, תדירות מיתוג משותף סי מהפך היא 5-10 קילו-הרץ, המערכת תיצור 5-20 kHz מעבר רעש, אשר קל לגרום לחוסר נוחות בתחום התדרים יכול להישמע על ידי האוזן האנושית. עם המכשיר SiC, על ידי הגדלת תדירות מיתוג עד 40 קילו-הרץ, תדירות הרעש מיתוג שנוצרו על ידי המערכת יכולים לחרוג התדרים שבו ניתן לשמוע על ידי האוזן האנושית. במקביל, תדירות מיתוג הוא גדל כדי לסייע בצמצום לצלילים ההרמוניים שליטה הנוכחי, ובכך הפחתת רעש אלקטרומגנטי ושיפור חוויית נהיגה של הרכב.
אבל השימוש הנוכחי של התקנים SiC גם מציג אתגרים גדולים.
סיק מכשירים יקרים יותר
מאז התהליך הנוכחי של שבב SiC אינה בוגרים כמו סי, בעיקר עבור 4 אינץ ופלים, קצב ניצול חומרים אינה גבוהה, כשהפחד שבב סי פותחה כדי 8 אינץ ' או אפילו 12 אינצ'ים. מצד שני, הביקוש SiC צ'יפס על השוק לא גדל עדיין, מצד שני, העלות של שבבי SiC היא גבוהה יחסית.
סיק פיתוח טכנולוגיות אריזה התקן החינוך נשארה מאחור
כיום, רבים הספקים מכשיר חשמל הזרם המרכזי בעולם יש חקר ופיתח SiC צ'יפס, אך לעומת זאת, התפתחות הטכנולוגיה אריזה עבור התקנים SiC החינוך נשארה מאחור. לעומת שבב סי, SiC שבב יש התנגדות בטמפרטורה גבוהה יותר, לטמפרטורת ההפעלה שלה עולה על 200 מעלות. עם זאת, הטכנולוגיה איטום להשתמש במודול SiC נועד עדיין עם מודול סי, האמינות שלה ועל החיים לא יכול לפגוש 200 מעלות. דרישות התפקיד. התנאים היישום של השבב SiC מוגבלים.
טכנולוגיית הגנת כונן
לעומת השבב סי, קצר לעמוד יכולת של SiC השבב מוקטן מאוד. לכן, כדי למנוע קצר כשל של המכשיר SiC במהלך המבצע, המעגל נסיעה צריך זמן תגובה נמוך, המוצעת למכירה טכנולוגיית הגנה של המעגל כונן ההתקן SiC. אתגר גדול.
העיצוב התרמי
מאז האזור של שבב יחיד SiC היא קטנה, על מנת להשיג פלט מתח גבוה, יש צורך להשתמש עוד צ'יפס במקביל. כיצד להפוך את העיצוב סביר של השבב בתוך המודול כדי להבטיח את האיזון תרמי בין האסימונים ולפקח על הטמפרטורה נקודה חמה של השבב הוא אתגר גדול.
EMI, בידוד הבעיות שנגרמות על ידי מיתוג מהיר
בהשוואה עם התקנים Si, מהירות המעבר של התקנים SiC ניתן לשפר באופן משמעותי, ו di/dt ו dv/dt בתהליך מיתוג משופרות, אמנם זה עוזר להפחית את אובדן מיתוג של המכשיר, אבל מצד אחר הוא יפיק EMI רציני בעיות, איך כראוי לעיצוב הפקד מעגל ולמעגל מסנן לדכא את EMI היא גם סוגיה חשובה. במקביל, dv/dt גבוה משפיע לרעה הבידוד של windings המנוע, אשר עשויה להאיץ את תהליך ההזדקנות של החלקים בידוד כגון חוט מצופה באמאיל, הטבעת בידוד, ובכך להביא אתגרים חדשים בעיצוב בידוד של המנוע.
לסיכום
למרות התהליך הנוכחי של המכשיר SiC לא בוגרים כמו סי, הפיתוח של החבילה SiC ישתהה יחסית, המחיר של המכשיר הוא מספר פעמים גבוה יותר מזה של סי. עם זאת, עם הבגרות של המכשיר הטכנולוגיה, הביקוש הגובר SiC המכשירים בשוק, חסרונות אלה ניתן בהדרגה עם בחיר, התקנים SiC גבוהים מטבעו לעמוד מתח, החלפת תדר גבוה, נמוך הפסד וכן הלאה. היתרונות גם לקבוע כי זה יכול לשמש יותר נרחב כחומר תחרותי מאוד בעתיד.
