Wie Wolfspeed-Siliziumkarbid die Solarenergiesysteme verändert
Nachhaltigkeit ist ein wichtiger Faktor in so vielen Bereichen des täglichen Lebens, und dazu gehört auch die Energieerzeugung.
Die Nachfrage nach Technologien, die die Nutzung erneuerbarer Ressourcen unterstützen, steigt, und es ist nur logisch, dass auch die Übertragung und Umwandlung dieser Energie nachhaltig sein muss. Leistungskomponenten aus Siliziumkarbid (SiC) haben das Potenzial, die Nachhaltigkeit erneuerbarer Energien und der dafür erforderlichen Technologie erheblich zu steigern.
Das schnelle Wachstum der Solarstromerzeugung
Laut Statista erreichte die Nettostromerzeugung aus Solarenergie in den USA im Jahr 2018 mit 66,6 Gigawattstunden ihren höchsten Stand. Dieses schnelle Wachstum begann im Jahr 2011, als die Nettostromerzeugung aus Solarenergie weniger als 2 Gigawattstunden betrug. Während dieses Anstiegs der Nachfrage nach Technologien zur Solarstromerzeugung gab es auch bedeutende Entwicklungen im Bereich von Siliziumkarbid als Halbleitermaterial und insbesondere dessen Verwendung in Leistungskomponenten.
Die positive Auswirkungen von Siliziumkarbid auf die Nachhaltigkeit
Siliziumkarbid ist bekannt dafür, was es in Bezug auf höhere Effizienz, reduzierte Wärmeentwicklung und höhere Leistungsdichte im Vergleich zum traditionelleren Silizium (Si) leisten kann. Der Einsatz von Siliziumkarbid-Leistungskomponenten anstelle von Silizium bei Solarwechselrichtern kann 10 Megawatt pro Gigawatt und 500 Watt/Sekunde im Betrieb einsparen, was erhebliche Energiereduzierungen bedeutet.
Solar-PV-Wechselrichter und 650V Siliziumkarbid-MOSFETs
Ein spezifisches Gebiet, in dem Siliziumkarbid die Nachhaltigkeit von Designs zur Solarstromerzeugung positiv beeinflusst hat, ist die Gestaltung von hoch effizienten Solar-PV-Anlagen für den Wohnbereich. Beispielsweise ermöglicht der Einsatz eines 650V SiC-MOSFETs anstelle eines Si-MOSFETs leichtere, kleinere und effizientere Solarwechselrichter. Dies führt außerdem zu einer erheblichen Reduzierung von Systemverlusten und einem niedrigeren Preis pro Watt im Vergleich zu Si. Darüber hinaus erzeugen Siliziumkarbid-MOSFETs weniger Wärme als ihre Si-Gegenstücke.
Es gibt weitere Vorteile bei der Verwendung von Siliziumkarbid-MOSFETs, die möglicherweise nicht direkt mit Nachhaltigkeit in Zusammenhang stehen. Zum Beispiel führt die Nutzung der neuen 650V-SiC-MOSFET-Familie von Wolfspeed zu niedrigeren Kosten pro Watt im Vergleich zu Silizium. Sie sind äußerst robust und zuverlässig, können massive Temperaturschwankungen und Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit aushalten, was ebenfalls zur Nachhaltigkeit des Designs beiträgt.
Wolfspeed-Lösungen für erneuerbare Energie
Wolfspeed ist der Branchenführer, wenn es um Siliziumkarbid-Leistungselektronik geht, die erheblich zur Gesamteffizienz von erneuerbaren Energiedesigns beitragen kann, eine geringe Wärmeentwicklung, hohe Leistungsdichte und herausragende Zuverlässigkeit bietet.
Produkt- und Referenzdesignlösungen
| Produkt | Sperrspannung (V) | RDS(ON) bei 25℃ (mΩ) | Strombelastbarkeit bei 25℃ (A) | Gehäuse |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Referenzdesigns
Entdecken Sie Wolfspeeds 650V SiC-MOSFETs, dazugehörige Bauteile und Referenzdesigns, um mehr darüber zu erfahren, wie die SiC-MOSFET-Technologie von Wolfspeed Ihnen dabei helfen kann, bessere Produkte zu entwickeln, die den Anforderungen moderner Geräte von heute gerecht werden.
CRD-06600FF065N — 6,6-kW Hochleistungsdichte Bi-Direktionales AC/DC + DC/DC Batterieladegerät Referenzdesign
- Demonstration der Wolfspeed 650 V, 60 mΩ (C3M™) SiC-MOSFETs in einem 6,6 kW bidirektionalen Wandler, der auf hocheffiziente und hochdichte Onboard-Ladeanwendungen abzielt
- Die Demoplatine besteht aus einer bidirektionalen Totem-Pole-PFC (AC/DC)-Stufe und einer isolierten bidirektionalen DC/DC-Stufe, basierend auf einer CLLC-Topologie mit variabler Gleichspannungs-Zwischenkreisspannung.
- Die Nutzung des Hochfrequenzbetriebs ermöglicht es der Demo-Platine, kleiner, leichter und insgesamt kostengünstiger zu sein.
- Die 6,6 kW Hochleistungs-OBC-Demoplatine von Wolfspeed kann 90VAC-265VAC als Eingang akzeptieren und am Ausgang 250VDC-450VDC mit einer Effizienz von > 96,5% in sowohl Lade- als auch Umwandlungsmodi bereitstellen.
- Die Hauptzielanwendungen dieses Demo-Boards umfassen: EV-Ladung und Energiespeicherung
- Die Dokumentation umfasst eine Stückliste (BOM), ein Schaltbild, eine Leiterplatten-Layout und die Applikationsschrift.
KIT-CRD-3DD065P – DC/DC Buck-Boost-Wandler Evaluierungs-Kit
- Bewerten und optimieren Sie die Gleichstrom- sowie Hochgeschwindigkeitsschaltleistung der Wolfspeed C3M™ SiC-MOSFETs und Schottky-Dioden
- Analysieren Sie die Evaluierungsplatine in vielseitigen Stromumwandlungstopologien, wie beispielsweise synchroner/asynchroner Buck- oder Boost-Wandler, Halbbrücke und Vollbrücke (Bitte beachten Sie: Die Vollbrückentopologie erfordert 2 Evaluierungskits).
- Kompatibel mit sowohl TO-247- als auch TO-220-Gehäusen von SiC-Schottky-Dioden
- Benötigt keinen zusätzlichen Kondensator, um die Evaluierungsplatine in den Buck- oder Boost-Wandler-Topologien zu betreiben
- Zwei (2) dedizierte Gate-Treiber auf der Platine für jeden C3M™ SiC-MOSFET verfügbar
- Enthält (2) 1200 V, 75mΩ C3M™ SiC-MOSFETs in einem TO-247-4-Gehäuse mit der Testhardware
CRD-06600DD065N – 6,6 kW Hochfrequenz-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler
- Demonstration der 650 V, 60 mΩ (C3M™) SiC-MOSFETs von Wolfspeed in einem 6,6 kW Hochfrequenz-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der auf Anwendungen mit hoher Leistungsdichte abzielt
- Das Demoboard besteht aus einer DC-DC LLC-Topologie, bei der die Primärseite auf einer Vollbrückenstufe basiert, während die Sekundärseite auf einer asynchronen Gleichrichtungsstufe basiert.
- Die Nutzung des Hochfrequenzbetriebs ermöglicht es, dass die Demo-Platine kleiner, leichter und insgesamt kostengünstiger ist.
- Das 6,6-kW-Hochfrequenz-Demoboard von Wolfspeed kann 380 VDC – 420 VDC als Eingangsleistung akzeptieren und liefert 400 VDC am Ausgang mit > 96 % Effizienz.
- Die Hauptzielanwendungen dieser Demo-Platine umfassen: Industrielle Stromversorgungen und EV-Ladegeräte
- Die Dokumentation umfasst Stückliste (BOM), Schaltplan, Leiterplattenlayout und die Anwendungshinweise.
CRD-02AD065N – 2,2 kW hocheffizientes (80+ Titanium) bridgeloses Totem-Pole-PFC mit SiC-MOSFET
- Hocheffiziente und kostengünstige Lösung der 2,2 kW bridgeless Totem-Pole-PFC-Topologie basierend auf Wolfspeed’s neuesten (C3M™) 650 V 60 mΩ SiC-MOSFETs
- Erreichen Sie bequem den Titanium-Standard, indem Sie eine Effizienz von > 98,5 % bei einer THD von < 4 % unter allen Lastbedingungen erzielen.
- Innovatives Widerstands-basiertes Stromerfassungssystem
- Verzerrungsfreier Induktorstrom beim Nullpunktübergang unter allen Lastbedingungen
- Reduzierte Stückliste (BOM) durch den Einsatz von Universaldioden anstelle von Niederfrequenzschaltern
- Die Hauptzielanwendungen dieser Demoplatine umfassen: Server-, Telekommunikations- und industrielle Stromversorgungseinheiten (PSU)
- Die Dokumentation umfasst die Stückliste (BOM), das Schaltbild, das Platinenlayout und die Anwendungshinweise.
Artikel Tags
