Die Siliziumkarbid-Invertertechnologie ist eine interessante Weiterentwicklung der Leistungshalbleiter. Sie bietet mehrere Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Silizium-Bauelementen, darunter bis zu zehnmal geringere Leistungsverluste und eine verbesserte thermische Leistung.<\/p>\n
McLaren Applied setzt einen CoolSiC-Hochspannungs-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ein, der speziell f\u00fcr Hochspannungssysteme mit 800 Volt ausgelegt ist, wie sie in Wechselrichtern f\u00fcr Elektrofahrzeuge zu finden sind.<\/p>\n
Die Leistungsdichte bezieht sich auf die Menge an Strom, die ein Wechselrichter pro Volumeneinheit erzeugen kann. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei Elektrofahrzeuganwendungen, die mit hohen Spannungen und Frequenzen arbeiten m\u00fcssen, um eine maximale Energieeffizienz zu erreichen. Um dieses Ziel zu erreichen, m\u00fcssen die Hersteller die Gesamtgr\u00f6\u00dfe verringern und gleichzeitig die Ausgangsleistung erh\u00f6hen. Siliziumkarbid-Wechselrichter zeichnen sich durch eine sehr hohe Leistungsdichte aus, die sie erheblich kleiner macht als herk\u00f6mmliche Wechselrichter.<\/p>\n
Um die Leistungsdichte zu erh\u00f6hen, muss die parasit\u00e4re Induktivit\u00e4t begrenzt werden, da eine zu hohe Induktivit\u00e4t Probleme wie Spannungsschwingungen und erh\u00f6hte EMI-Emissionen verursachen sowie Niederspannungssignale von Stromsensoren st\u00f6ren kann. Um die Induktivit\u00e4t wirksam zu begrenzen, sollten die Konstrukteure bei der Entwicklung dieser L\u00f6sungen die Spezifikationen der Leistungsmodule, die Bustechnologie, die Zwischenkreiskondensatoren und den thermischen Stackup sorgf\u00e4ltig ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
Dank der gro\u00dfen Bandl\u00fccke von Siliziumkarbid k\u00f6nnen Transistoren h\u00f6here Spannungen und Temperaturen vertragen als typische Silizium-Halbleiter, was h\u00f6here Betriebsfrequenzen erm\u00f6glicht, die den Wirkungsgrad erh\u00f6hen und gleichzeitig die Leistungsverluste verringern. Dar\u00fcber hinaus ist Siliziumkarbid ein hervorragender W\u00e4rmeleiter, dreimal besser als Silizium und nur von Diamant \u00fcbertroffen.<\/p>\n
Die NREL-Forschung im Bereich des W\u00e4rmemanagements von Leistungsmodulen mit breiter Bandl\u00fccke erm\u00f6glichte die Entwicklung einer forcierten Luftk\u00fchlung f\u00fcr SiC-Wechselrichter, mit der der Platzbedarf der Komponenten verringert, die Leistung und der Wirkungsgrad verbessert und der Betrieb mit h\u00f6heren Frequenzen f\u00fcr Hochleistungsanwendungen unterst\u00fctzt werden kann.<\/p>\n
Leistungselektronik f\u00fcr Elektrofahrzeuge (EVs) spielt eine enorme Rolle f\u00fcr die Effizienz (und damit f\u00fcr Reichweite und Ladezeiten). Insbesondere ein Wechselrichter spielt eine wesentliche Rolle bei der Umwandlung der in den Batterien gespeicherten Gleichstromenergie in die zum Fahren ben\u00f6tigte Wechselstromenergie. Die Siliziumkarbid (SiC)-Technologie k\u00f6nnte eine L\u00f6sung f\u00fcr diese hohen Spannungsanforderungen bieten; sie wird bereits in Wechselrichtern f\u00fcr Elektrofahrzeuge eingesetzt.<\/p>\n
SiC-Halbleiterbauelemente haben die traditionellen bipolaren Transistoren mit isoliertem Gate (IGBT) in den Schatten gestellt. Sie k\u00f6nnen bei h\u00f6heren Temperaturen betrieben werden und weisen h\u00f6here Durchbruchsfelder bei gleichzeitig besserer W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auf - das bedeutet, dass mehr Strom bei geringeren Verlusten und verbesserter Effizienz geliefert werden kann.<\/p>\n
Dank der gro\u00dfen Bandl\u00fccke von SiC k\u00f6nnen die daraus hergestellten Bauelemente wesentlich h\u00f6heren Spannungen und Temperaturen standhalten als die Gegenst\u00fccke aus Silizium (Si), was zu weniger Ausf\u00e4llen und einer h\u00f6heren Zuverl\u00e4ssigkeit im Laufe der Zeit f\u00fchrt - ein besonders wertvolles Attribut bei Wechselrichtern, bei denen die langfristige Zuverl\u00e4ssigkeit f\u00fcr den langfristigen Betrieb entscheidend ist.<\/p>\n
Um die Effektivit\u00e4t eines Siliziumkarbid-Wechselrichters zu maximieren, muss sein Designprozess seine Vorteile ber\u00fccksichtigen. Dazu geh\u00f6ren ein sorgf\u00e4ltiges PCB-Layout, eine effiziente Stromf\u00fchrung und der effektive Einsatz von W\u00e4rmemanagementtechniken. Dar\u00fcber hinaus m\u00fcssen strenge Pr\u00fcf- und Qualit\u00e4tssicherungsverfahren angewandt werden, um zu gew\u00e4hrleisten, dass das Endprodukt die angestrebten Leistungs-, Effizienz- und Zuverl\u00e4ssigkeitsziele erf\u00fcllt - einschlie\u00dflich Funktionstests, Analysen zur Charakterisierung der elektrischen Leistung und Effizienzmessungen.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist ein extrem hartes Verbindungshalbleitermaterial. Dar\u00fcber hinaus verf\u00fcgt es \u00fcber eine hervorragende W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit und eine h\u00f6here Durchbruchspannung - Eigenschaften, die es ideal f\u00fcr Hochspannungsanwendungen wie Wechselrichter machen.<\/p>\n
Wechselrichter aus Siliziumkarbid sind dank der Fortschritte bei den Fertigungstechniken zuverl\u00e4ssiger geworden. Dazu geh\u00f6ren neue PCB-Layouts und W\u00e4rmemanagementstrategien. Diese Entw\u00fcrfe erleichtern die Verringerung des Rauschens, die Erh\u00f6hung des Wirkungsgrads, die Bew\u00e4ltigung hoher Str\u00f6me und die Bew\u00e4ltigung h\u00f6herer Str\u00f6me ohne \u00dcberhitzung, die Verbesserung der Messm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die thermische Charakterisierung, die den Herstellern hilft, Probleme schnell zu erkennen, sowie die Gew\u00e4hrleistung der Einhaltung von Sicherheitsstandards und Vorschriften zur elektromagnetischen Vertr\u00e4glichkeit.<\/p>\n
SiC-MOSFETs unterscheiden sich von herk\u00f6mmlichen Si-Transistoren durch ihren geringeren Widerstand pro Fl\u00e4che, was die Leitungsverluste reduziert und die Effizienz verbessert. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen sie bei h\u00f6heren Temperaturen und Spannungen arbeiten als ihre herk\u00f6mmlichen Si-Pendants, was sie zur besten Wahl f\u00fcr Traktionswechselrichter in Elektrofahrzeugen macht, die einen gr\u00f6\u00dferen Leistungsbereich f\u00fcr l\u00e4ngere Fahrstrecken ben\u00f6tigen.<\/p>\n
EV-Wechselrichter sind Schl\u00fcsselkomponenten in den elektrischen Systemen von Elektrofahrzeugen. Sie wandeln Gleichstrom aus den Batterien in Wechselstrom f\u00fcr den Motorbetrieb und wieder in Gleichstrom f\u00fcr das regenerative Bremsen um. Als solche sind sie ein integraler Bestandteil des Antriebsstrangs von Elektrofahrzeugen und m\u00fcssen zuverl\u00e4ssig sein. Ingenieure haben mit verschiedenen Technologien experimentiert; Drive System Design hat k\u00fcrzlich ein modulares Wechselrichterdesign mit einer offenen Plattform entwickelt, um die Entwicklungszeit zu verk\u00fcrzen und gleichzeitig eine robuste Leistung zu bieten.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Wechselrichter k\u00f6nnen wesentlich leichter sein als ihre herk\u00f6mmlichen Gegenst\u00fccke. Ihr geringeres Gewicht erm\u00f6glicht eine einfachere Installation und einen einfacheren Betrieb sowie eine gr\u00f6\u00dfere Energieeinsparung und niedrigere Gesamtsystemkosten; ihre verbesserte Effizienz kann sogar die Reichweite Ihres E-Fahrzeugs verl\u00e4ngern!<\/p>\n
Siliziumkarbid-Wechselrichter bieten viele Vorteile, die \u00fcber die Gewichtsreduzierung hinausgehen, wie z. B. die Verbesserung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrads. Ihre h\u00f6here Schaltfrequenz erm\u00f6glicht es Ingenieuren, Schaltungstopologien zu vereinfachen und die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, was zu gr\u00f6\u00dferen Einsparungen bei den Montagekosten f\u00fchrt; folglich sind diese Wechselrichter auch kosteng\u00fcnstiger und erschwinglicher in der Anschaffung und Wartung.<\/p>\n
Die \u00fcberragende Temperaturbest\u00e4ndigkeit von Siliziumkarbid erm\u00f6glicht es Ingenieuren, die Schaltfrequenz von Wechselrichtern zu erh\u00f6hen und damit die thermische Belastung zu verringern, Resonanzfrequenzen zu vermeiden und den Ripplestrom zu reduzieren, was wiederum zu geringeren Verlusten f\u00fchrt. Mit den Siliziumkarbid-MOSFETs der 3. Generation von ROHM k\u00f6nnen Ingenieure diese Vorteile nutzen, ohne dass ein externer Push-Pull-Puffer erforderlich ist.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein Material mit extrem breiter Bandl\u00fccke, das bei h\u00f6heren Temperaturen, Spannungen und Frequenzen arbeiten kann als typische Silizium-Halbleiter. Au\u00dferdem war es aufgrund seiner extremen H\u00e4rte einst die h\u00e4rteste synthetische Substanz auf der Erde, bevor die Entdeckung von Borkarbid erfolgte. Siliziumkarbid wird in vielen Bereichen eingesetzt, u. a. bei der Konstruktion von Schutzwesten und als Schleifmittel f\u00fcr Schleifpapier sowie in verschiedenen industriellen Anwendungen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide inverter technology is an exciting power semiconductor advancement. It boasts several advantages over conventional silicon devices, including lower power losses up to ten times less and improved thermal performance. McLaren Applied is employing a high-voltage CoolSiC metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET), designed specifically to handle high voltage 800-volt systems found in electric […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-354","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/354","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=354"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/354\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":355,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/354\/revisions\/355"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=354"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=354"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=354"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}