Cómo el carburo de silicio de Wolfspeed está cambiando los sistemas de energía solar
La sostenibilidad es un factor importante en muchas áreas de la vida diaria, y eso incluye la generación de energía.
La demanda de tecnología que respalda el uso de recursos renovables ha ido en aumento, y tiene sentido que la forma en que transmitimos y transformamos esa energía también deba ser sostenible. Los componentes de potencia de carburo de silicio (SiC) tienen el potencial de aumentar significativamente la sostenibilidad de la energía renovable y la tecnología que la hace posible.
El rápido crecimiento de la generación de energía solar
Según Statista, la generación neta de energía solar en los EE. UU. alcanzó sus niveles más altos en 2018 con 66.6 gigavatios-hora. Este rápido crecimiento ha estado ocurriendo desde 2011, cuando la generación neta de energía solar era inferior a 2 gigavatios-hora. Durante este aumento en la demanda de tecnología para la generación de energía solar, también ha habido importantes desarrollos en el área del carburo de silicio como material semiconductor y, más específicamente, su uso en componentes de potencia.
El impacto positivo del carburo de silicio en la sostenibilidad
El carburo de silicio se ha hecho conocido por lo que puede lograr en términos de mayor eficiencia, reducción de generación de calor y mayor densidad de potencia en comparación con el silicio (Si) más tradicional. El uso de componentes de potencia de carburo de silicio en lugar de silicio para inversores solares puede ahorrar 10 megavatios por cada gigavatio y 500 vatios/seg en operación, lo que representa ahorros de energía significativos.
Inversores fotovoltaicos solares y MOSFETs de carburo de silicio de 650V
Un área específica donde el carburo de silicio ha impactado positivamente en la sostenibilidad de los diseños de generación de energía solar es en el diseño de sistemas de energía solar fotovoltaica (PV) altamente eficientes para uso residencial. Por ejemplo, el uso de un MOSFET de SiC de 650V en lugar de un MOSFET de Si permite fabricar inversores solares más ligeros, pequeños y eficientes. Esto también conduce a una reducción significativa de las pérdidas del sistema y a un menor costo por vatio en comparación con el Si. Además, los MOSFET de carburo de silicio generan menos calor que sus equivalentes de Si.
Existen otros beneficios al utilizar 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 650V de Wolfspeed resulta en un menor costo por vatio en comparación con Si. Son extremadamente duraderos y confiables, capaces de soportar grandes variaciones de temperatura y entornos con alta humedad, lo que también contribuye a la sostenibilidad en el diseño.
Soluciones Wolfspeed para Energía Renovable
Wolfspeed es el líder de la industria en electrónica de potencia de carburo de silicio que puede contribuir significativamente a la eficiencia general de los diseños de energía renovable, con baja generación de calor, alta densidad de potencia y una fiabilidad sobresaliente.
Soluciones de productos y diseños de referencia
| Producto | Voltaje de Bloqueo (V) | RDS(ON) a 25℃(mΩ) | Corriente Nominal a 25℃ (A) | Encapsulado |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Diseños de referencia
Explore los MOSFETs de SiC de 650V de Wolfspeed, las piezas complementarias y los diseños de referencia para aprender más sobre cómo la tecnología de MOSFET de SiC de Wolfspeed puede ayudarle a crear mejores productos que cumplan con las exigencias de los dispositivos modernos de hoy en día.
CRD-06600FF065N — Diseño de referencia de cargador de batería bidireccional AC/DC + DC/DC de alta densidad de potencia de 6.6 kW
- Demostración de los MOSFETs SiC de Wolfspeed de 650 V, 60 mΩ (C3M™) en un convertidor bidireccional de 6.6 kW dirigido a aplicaciones de carga a bordo con alta eficiencia y alta densidad de potencia
- La placa de demostración consta de una etapa PFC Totem-Pole bidireccional (AC/DC) y una etapa DC/DC bidireccional aislada basada en una topología CLLC con un voltaje de enlace de CC variable
- La utilización de la operación a alta frecuencia de conmutación permite que la placa de demostración sea más pequeña, ligera y, en general, más rentable.
- La placa de demostración de OBC de alta densidad de potencia de 6.6 kW de Wolfspeed puede aceptar de 90VAC a 265VAC como entrada y proporcionar de 250VDC a 450VDC en la salida con una eficiencia > 96.5% tanto en modos de carga como de inversión
- Las principales aplicaciones objetivo de esta placa de demostración incluyen: Carga de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía
- La documentación incluye una lista de materiales (BOM), esquema, diseño de placa y la nota de aplicación
KIT-CRD-3DD065P – Kit de Evaluación de Convertidor Buck-Boost DC/DC
- Evalúe y optimice el rendimiento en estado estacionario y conmutación a alta velocidad de los MOSFETs de SiC Wolfspeed C3M™ y los diodos Schottky
- Analice la placa de evaluación en topologías versátiles de conversión de energía, tales como convertidor Buck Sincrónico/Asincrónico o Boost, Half Bridge y Full Bridge (Nota: la topología Full Bridge requiere 2 kits de evaluación)
- Compatible con encapsulados TO-247 y TO-220 de diodos Schottky de SiC
- No requiere un condensador adicional para operar la placa de evaluación en las topologías de convertidor buck o boost
- Dos (2) controladores de puerta dedicados disponibles en la placa para cada MOSFET SiC C3M™
- Incluye (2) 1200 V, 75mΩ C3M™ SiC MOSFETs en un paquete TO-247-4 con el hardware de prueba
CRD-06600DD065N – Convertidor DC-DC de Alta Frecuencia de 6,6 kW
- Demostración de los MOSFETs SiC de 650 V, 60 mΩ (C3M™) de Wolfspeed en un convertidor DC-DC de alta frecuencia de 6,6 kW dirigido a aplicaciones de alta densidad de potencia
- La placa de demostración consiste en una topología LLC DC-DC en la que el lado primario se basa en una etapa de puente completo, mientras que el lado secundario se basa en una etapa de rectificación asíncrona
- La utilización de operación de alta frecuencia permite que la placa de demostración sea más pequeña, ligera y, en general, más rentable.
- La placa de demostración de alta frecuencia de 6,6 kW de Wolfspeed puede aceptar entre 380 VDC y 420 VDC como entrada y proporcionar 400 VDC en la salida con una eficiencia > 96 %
- La aplicación principal objetivo de esta placa de demostración incluye: fuentes de alimentación industriales y cargadores de vehículos eléctricos
- La documentación incluye una lista de materiales (BOM), un esquema, el diseño de la placa y la nota de aplicación
CRD-02AD065N – PFC Totem-Pole sin puente de alta eficiencia (80+ Titanium) de 2.2 kW con MOSFET SiC
- Solución altamente eficiente y de bajo costo de topología PFC de poste totem sin puente de 2,2 kW basada en los últimos MOSFETs SiC de 650 V y 60 mΩ (C3M™) de Wolfspeed
- Consigue cómodamente el estándar Titanium con una eficiencia > 98.5% mientras THD < 4% en todas las condiciones de carga
- Solución innovadora de detección de corriente basada en resistencias
- Corriente del inductor sin distorsión en el 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 interruptores de baja frecuencia
- Las principales aplicaciones objetivo de esta placa de demostración incluyen: unidades de fuente de alimentación (PSU) para servidores, telecomunicaciones e industriales
- La documentación incluye lista de materiales (BOM), esquema, diseño de placa, nota de aplicación
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