Cómo el carburo de silicio de Wolfspeed está cambiando los sistemas de energía solar

La demanda de tecnología que apoye el uso de recursos renovables ha ido en aumento, y solo tiene sentido que la forma en que transmitimos y transformamos esa energía también sea sostenible. Los componentes de energía de carburo de silicio (SiC) tienen el potencial de aumentar de manera significativa la sostenibilidad de la energía renovable y la tecnología que la hace posible.

El rápido crecimiento de la generación de la energía solar

Según Statista, la generación de energía solar neta de los EE. UU. alcanzó sus niveles más altos en 2018 con 66,6 gigavatios hora. Este rápido nivel de crecimiento ocurre desde 2011, cuando la generación de energía solar neta fue inferior a 2 gigavatios hora. Durante este aumento en la demanda de tecnología de generación de energía solar, también se han producido desarrollos importantes en el área del carburo de silicio como material semiconductor y, más específicamente, su uso en componentes de energía.

El impacto positivo en la sostenibilidad positivo del carburo de silicio

El carburo de silicio se hizo conocido por lo que puede lograr en términos de mayor eficiencia, menor generación de calor y mayor densidad de potencia en comparación con el silicio (Si) más tradicional. El uso de componentes de energía de carburo de silicio en lugar de silicio para los inversores solares puede ahorrar 10 megavatios por cada gigavatio y 500 vatios por segundo en funcionamiento, lo que representa un importante ahorro de energía.

Inversores fotovoltaicos (PV) solares y MOSFET de carburo de silicio de 650 V

Un área específica donde el carburo de silicio ha impactado positivamente la sostenibilidad de los diseños de generación de energía solar es el diseño de energía solar fotovoltaica altamente eficiente para uso residencial. Por ejemplo, el uso de un MOSFET de SiC de 650 V en lugar de un MOSFET de Si permite inversores solares más livianos, más pequeños y más eficientes. Esto también conduce a una reducción significativa en las pérdidas del sistema y a un menor costo por vatio en comparación con Si. Además, los MOSFET de carburo de silicio generan menos calor que sus contrapartes de Si.

Existen otros beneficios al usar el MOSFET de carburo de silicio que pueden no estar directamente relacionados con la sostenibilidad. Por ejemplo, el uso de la nueva familia de MOSFET de SiC de 650 V de Wolfspeed resulta en un menor costo por vatio en comparación con Si. Son extremadamente duraderos y confiables, capaces de soportar grandes cambios de temperatura y entornos de alta humedad, lo que también contribuye a la sostenibilidad del diseño.

Soluciones de Wolfspeed para la energía renovable

Wolfspeed es el líder de la industria en lo que respecta a la electrónica de potencia de carburo de silicio que puede contribuir significativamente a la eficiencia general de los diseños de energía renovable, tiene baja generación de calor, alta densidad de potencia y una confiabilidad sobresaliente.

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 Wolfspeed, 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 SiC 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.