Sostenibilidad en las transmisiones de EV/HEV

Ahora más que nunca, la demanda de vehículos con eficiencia energética aumenta, lo que presenta nuevos desafíos y oportunidades para los ingenieros que buscan diseñar vehículos eléctricos e híbridos. Con los nuevos avances en la tecnología de carburo de silicio (SiC), ahora es posible desarrollar inversores confiables y resistentes para la transmisión eléctrica, sin sacrificar la eficiencia o la sostenibilidad.

La demanda de componentes de energía de vehículos eléctricos e híbridos

La demanda de vehículos eléctricos (EV) y vehículos eléctricos híbridos (HEV) crece rápidamente a medida que más personas se interesan por el impacto ambiental de su transporte personal. A medida que los diseños de los vehículos eléctricos e híbridos (EV/HEV) continúan mejorando, es crucial contar con componentes de energía confiables y sostenibles para varios sistemas en un EV/HEV típico, incluida la transmisión.

Desafíos relacionados con las transmisiones eléctricas

El diseño y desarrollo de transmisiones eléctricas para vehículos eléctricos e híbridos incluyen varios desafíos importantes: los componentes deben ser duraderos y extremadamente confiables, y al mismo tiempo tienen que ser sostenibles. Las duras condiciones que enfrentan generalmente implican temperaturas extremadamente altas, tensiones altas y humedad elevada.

El inversor, encargado de convertir la energía de CC de una batería híbrida a energía de CA para la transmisión, es solo uno de los componente clave en los vehículos eléctricos e híbridos (EV y HEV). Para que un EV/HEV sea realmente sostenible, el proceso de conversión de energía debe ser tan eficiente como sea posible.

MOSFET basados en SiC para los inversores

Los inversores tradicionales están diseñados con IGBT de silicio, que son diferentes a los MOSFET. Podríamos decir que los inversores de vehículos eléctricos (EV) requieren semiconductores de potencia con capacidades de corriente y alta tensión. Tradicionalmente, estos sistemas se diseñaron con IGBT de silicio, sin embargo, los MOSFET de carburo de silicio los superan cuando se trata de los requisitos críticos de diseño de las transmisiones eléctricas modernas.

El carburo de silicio es una tecnología de banda prohibida ancha, lo que significa que sus propiedades de materiales inherentes le permiten operar de manera segura a altas tensiones y temperaturas extremas. Los MOSFET de SiC, por lo tanto, son ideales para cumplir con los requisitos del sistema de eficiencia y robustez que exigen los inversores de transmisión modernos. Estas ventajas sobre la tecnología de silicio tradicional permiten un rango de conducción extendido y, en última instancia, un vehículo eléctrico más sostenible.

Familia de MOSFET de SiC de 650 V

La nueva familia de MOSFET de SiC de 650 V de Wolfspeed permite soluciones de energía que son altamente eficientes, con buena densidad de potencia y que funcionan a temperaturas muy bajas. Cuando un componente de energía se enfría, admite la eficiencia general del sistema y reduce el conteo de componentes, ya que los sistemas de enfriamiento adicionales necesarios son más pequeños o se eliminan por completo. Cada una de estas características respalda la sostenibilidad y es un excelente proceso para su uso en inversores de potencia.

MOSFET de Wolfspeed y SiC

La evolución continua del MOSFET de SiC hizo posible que los ingenieros diseñen inversores de transmisión lo suficientemente resistentes como para manejar altas temperaturas y humedad extrema, al tiempo que proporcionan mayores rangos de tensión y velocidades de conmutación más rápidas en comparación con sus contrapartes de Si. Wolfspeed tiene treinta años de experiencia en el desarrollo de soluciones de energía, incluidos los componentes de carburo de silicio que contribuyen a los objetivos de diseño de vehículos eléctricos e híbridos (EV/HEV) y energía renovable. De hecho, Wolfspeed ya está en su tercera generación de MOSFET de SiC. Cuando busque componentes y soluciones de energía confiables y sostenibles para las transmisiones de vehículos eléctricos e híbridos (EV/HEV), busque ayuda de los expertos de Wolfspeed.

Soluciones de diseño de referencia y productos

Diseños de referencia

Explore los MOSFET de SiC 650 V de Wolfspeed, las piezas complementarias y los diseños de referencia para saber más sobre cómo la tecnología MOSFET de SiC de Wolfspeed puede ayudarle a construir mejores productos aptos para la demanda de los dispositivos modernos.

Demostración de los MOSFET de SiC 650 V de Wolfspeed de 60 mΩ (C3M™) en un convertidor bidireccional de 6,6 kW enfocado en las aplicaciones de carga incorporada de densidad de potencia alta y gran eficiencia La placa de demostración consiste en una etapa (CA/CC) Totem-Pole PFC bidireccional y una etapa CC/CC bidireccional aislada basada en una topología CLLC con una tensión de enlace CC variable La utilización de la operación de alta frecuencia de conmutación permite que la placa de demostración sea más pequeña, liviana y efectiva en cuanto al costo general La placa de demostración de los OBC de densidad de potencia alta de 6,6 kW de Wolfspeed puede aceptar de 90 VCA a 265 VCA como entrada y brindar de 250 VCC a 450 VCC de salida con un 96,5 % o más de eficiencia en los modos de carga e inversión Las principales aplicaciones de esta placa de demostración incluyen la carga del VE y el almacenamiento de energía La documentación incluye una lista de materiales (Bill of materials, BOM), la disposición esquemática de la placa y notas sobre la aplicación

Evalúe y optimice el rendimiento de conmutación en estado estable y de alta velocidad de los MOSFET C3M de SiC™ de Wolfspeed y los diodos Schottky Analice la placa de evaluación en las topologías de conversión de potencia versátil, tales como un convertidor Buck o Boost sincrónico o asincrónico, en puente medio o puente completo (Nota: La topología de puente completo requiere 2 kits de evaluación) La identificación de características de la placa para 3 y 4 requiere paquetes TO-247 de MOSFET C3M™ de SiC Compatible con paquetes TO-247 y TO-220 de diodos de Schottky de SiC No requiere un capacitor adicional para probar la placa de evaluación en las topologías de un convertidor Buck o Boost Hay dos (2) indicadores de puerta disponibles en la placa para cada MOSFET C3M™ de SiC Incluye (2) MOSFET de SiC de 1200 V de 75mΩ C3M™ en un paquete TO-247-4 con el hardware de prueba

Demostración de los MOSFET de SiC 650 V de Cree, de 60 mΩ (C3M™) en un convertidor CC/CC de alta frecuencia de 6,6 kW enfocándose en las aplicaciones de carga de densidad de potencia alta La placa de demostración consiste en una topología CC-CC LLC, cuyo lado primario se basa en una etapa de puente completo mientras que el lado secundario se basa en una etapa de rectificación secundaria La utilización de la operación de alta frecuencia permite que la placa de demostración sea más pequeña, liviana y efectiva en cuanto al costo general La placa de demostración de la VCC de alta frecuencia de 6,6 kW de Wolfspeed puede aceptar de 380 VCC a 420 VCC y brindar 400 VCC de salida con 96 % o más de eficiencia Las principales aplicaciones de esta placa de demostración incluyen los suministros de energía industriales y los cargadores de EV La documentación incluye una lista de materiales (Bill of materials, BOM), la disposición esquemática de la placa y notas sobre la aplicación

Una solución de bajo costo y muy eficiente para la topología del totem-pole PFC sin puente de 2.2 kW basada en los últimos MOSFET de Si™C 650 V de 60 mΩ MOSFET de SiC (C3M) de Wolfspeed Logre un estándar Titanio cómodamente al tener un 98,5 % o más de eficiencia y un 4 % o más de THD bajo todas las condiciones de carga Una solución para la detección de corriente basada en un resistor innovador Una corriente inductora menos distorsionada en un cruce por cero durante todas las condiciones de carga Reducción de la lista de materiales (BOM) mediante el uso de diodos de propósito general en lugar de conmutaciones de baja frecuencia Las principales aplicaciones de esta placa de demostración incluyen servidores, telecomunicaciones y unidades de suministro de energía (PSU) industrial La documentación incluye una lista de materiales (bill of materials, BOM), la disposición esquemática de la placa y las notas sobre la aplicación