EV/HEVパワートレインの持続可能性

現在、エネルギー効率の高い自動車に対する需要はかつてないほど高まっており、電気自動車やハイブリッド電気自動車の設計を目指すエンジニアにとって新たな課題と機会が生じています。シリコンカーバイド (SiC) 技術の新たな進歩により、効率性や持続可能性を犠牲にすることなく、電気駆動系に電力を供給する信頼性が高く堅牢なインバーターを開発することが可能になりました。

EV/HEV用電源部品の需要

個人の交通手段による環境への影響に関心を持つ人が増えるにつれ、電気自動車 (EV) やハイブリッド電気自動車 (HEV) の需要が急速に高まっています。EV/HEVの設計が進化し続けるにつれて、ドライブトレインを含む一般的なEV/HEVの複数のシステムに信頼性が高く持続可能な電源コンポーネントを備えることが重要になります。

電動ドライブトレインに関する課題

EVおよびHEV用の電動ドライブトレインの設計と開発には、いくつかの重要な課題があります。コンポーネントは耐久性があり、非常に信頼性が高く、同時に持続可能性もサポートする必要があります。彼らが直面する過酷な条件には、通常、非常に高い温度、高電圧、高湿度が含まれます。

ハイブリッド バッテリーからのDC電力をドライブトレイン用のAC電力に変換する役割を担うインバーターは、EV車両やHEV車両の重要なコンポーネントの1つにすぎません。EV/HEVが真に持続可能になるためには、電力変換プロセスを可能な限り効率的にする必要があります。

インバータ用SiCベースMOSFET

従来のインバータは、MOSFETとは異なるシリコンIGBTを使用して設計されています。「EVインバータには、高電圧・高電流対応のパワー半導体が必要です。」従来、これらのシステムはシリコンIGBTを使用して設計されてきましたが、現代の電動ドライブトレインの重要な設計要件に関しては、シリコンカーバイドMOSFETがそれを上回っています。

シリコンカーバイドはワイドバンドギャップ技術であり、その固有の材料特性により、高電圧や極端な温度でも安全に動作することができます。したがって、SiC MOSFETは、現代のドライブトレイン インバーターが要求する効率性と堅牢性のシステム要件を満たすのに最適です。従来のシリコン技術に比べてこれらの利点により、走行距離が延長され、最終的にはより持続可能なEVが実現します。

650V SiC MOSFETファミリー

ウルフスピードの新しい 650V SiC MOSFETファミリー 非常に効率的で、電力密度が高く、非常に低い温度で動作する電源ソリューションを実現します。電源コンポーネントが低温で動作する場合、システム全体の効率が向上し、必要な追加の冷却システムが小さくなるか完全になくなるため、コンポーネント数が削減されます。これらの機能はいずれも持続可能性をサポートし、電力インバーターに使用するのに最適です。

WolfspeedとSiC MOSFET

SiC MOSFETの継続的な進化により、エンジニアは、Siの同等製品に比べて高い電圧範囲とより高速なスイッチング速度を提供しながら、高温と極度の湿度に対応できるほど頑丈なパワートレイン インバータを設計できるようになりました。Wolfspeedは、EV/HEVおよび再生可能エネルギーの設計目標に貢献するシリコンカーバイド部品を含む電源ソリューションの開発において30年の経験を持っています。実際、Wolfspeedはすでに第3世代のSiC MOSFETを開発しています。EV/HEVドライブトレイン用の信頼性が高く持続可能なパワーコンポーネントとソリューションをお探しの場合は、Wolfspeedの専門家にご相談ください。

製品およびリファレンス設計ソリューション

リファレンスデザイン

Wolfspeedの650V SiC MOSFET、関連部品、リファレンス デザインを調べて、WolfspeedのSiC MOSFETテクノロジーが、今日の最新デバイスの要求に応える優れた製品の構築にどのように役立つかについて詳しく学んでください。

Wolfspeedの650 V、60 mΩ（C3M）のデモンストレーション™) オンボード充電アプリケーションにおける高効率と高電力密度を目標とした6.6 kW双方向コンバータのSiC MOSFET  デモボードは、双方向トーテムポールPFC（AC / DC）ステージと、可変DCリンク電圧を備えたCLLCトポロジに基づく絶縁双方向DC / DCステージで構成されています。  高スイッチング周波数動作を利用することで、デモボードはより小型、軽量になり、全体的にコスト効率が向上します。   Wolfspeedの6.6kW高電力密度OBCデモボードは、入力として90VAC-265VACを受け入れ、充電モードと反転モードの両方で96.5%以上の効率で出力として250VDC-450VDCを提供できます。  このデモボードの主な対象アプリケーションには、EV充電とエネルギー貯蔵が含まれます。  ドキュメントには部品表（BOM）、回路図、ボードレイアウト、アプリケーションノートが含まれます。

Wolfspeed C3Mの定常状態および高速スイッチング性能を評価および最適化します。™ SiC MOSFETとショットキーダイオード  同期/非同期バックまたはブーストコンバータ、ハーフブリッジ、フルブリッジなどの多様な電力変換トポロジーで評価ボードを分析します（注意：フルブリッジトポロジーには2つの評価キットが必要です）  ボードには、C3Mの3リードと4リードのTO-247パッケージの両方のフットプリントがあります。™ SiC MOSFET  SiCショットキーダイオードのTO-247およびTO-220パッケージの両方に対応  評価ボードを降圧または昇圧コンバータトポロジで動作させるために追加のコンデンサは必要ありません。  各C3Mのボードには2つの専用ゲートドライバが搭載されています。™ SiC MOSFET  1200 V、75mΩ C3M（2個）を含む™ TO-247-4パッケージのSiC MOSFETとテストハードウェア

Wolfspeedの650 V、60 mΩ（C3M）のデモンストレーション™) 高電力密度アプリケーションをターゲットとした6.6 kW高周波DC-DCコンバータのSiC MOSFET  デモボードは、一次側がフルブリッジステージに基づき、二次側が非同期整流ステージに基づくDC-DC LLCトポロジで構成されています。  高周波動作を利用することで、デモボードはより小型、軽量になり、全体的にコスト効率が向上します。   Wolfspeedの6.6kW高周波デモボードは、380VDC～420VDCを入力として受け入れ、96%以上の効率で400VDCを出力できます。  このデモボードの主な対象アプリケーションには、産業用電源とEV充電器が含まれます。  ドキュメントには部品表（BOM）、回路図、ボードレイアウト、アプリケーションノートが含まれます。

Wolfspeedの最新（C3M）に基づく2.2kWブリッジレストーテムポールPFCトポロジの高効率で低コストのソリューション™) 650 V 60 mΩ SiC MOSFET  あらゆる負荷条件下でTHDが4% 未満でありながら、98.5% を超える効率を実現し、チタン規格を快適に達成します。  革新的な抵抗ベースの電流検出ソリューション  あらゆる負荷条件においてゼロクロス時のインダクタ電流の歪みが少ない  低周波スイッチの代わりに汎用ダイオードを使用することで部品表（BOM）を削減  このデモボードの主な対象アプリケーションには、サーバー、通信、産業用電源ユニット（PSU）が含まれます。  ドキュメントには部品表（BOM）、回路図、ボードレイアウト、アプリケーションノートが含まれます。