ウルフスピードのシリコンカーバイドが太陽光発電システムをどのように変えるか

再生可能資源の利用をサポートする技術の需要が高まっており、その電力を伝送および変換する方法も持続可能でなければならないのは当然のことです。シリコンカーバイド (SiC) 電力部品は、再生可能電力の持続可能性とそれを可能にする技術を大幅に向上させる可能性を秘めています。

太陽光発電の急速な成長

Statistaによると、米国の純太陽光発電量は2018年に66.6ギガワット時で過去最高を記録した。この急速な成長は、純太陽光発電量が2ギガワット時未満だった2011年以降に起きています。太陽光発電技術の需要が増加する中、半導体材料としてのシリコンカーバイドの分野、特に電力部品への応用においても大きな進歩がありました。

シリコンカーバイドが持続可能性に与えるプラスの影響

シリコンカーバイドは、従来のシリコン (Si) と比較して、より高い効率、低い発熱、高い電力密度を実現できることで知られています。太陽光発電インバーターにシリコンの代わりにシリコンカーバイド電力部品を使用すると、1ギガワットあたり10メガワット、動作時に500ワット/秒を節約でき、大幅なエネルギー節約になります。

太陽光発電インバータと650VシリコンカーバイドMOSFET

シリコンカーバイドが太陽光発電設計の持続可能性にプラスの影響を与えている具体的な分野の一つは、住宅用の高効率太陽光発電の設計です。たとえば、Si MOSFETの代わりに650V SiC MOSFETを使用すると、より軽量で小型で効率的な太陽光発電インバーターが実現します。これにより、Siと比較してシステム損失が大幅に削減され、ワットあたりのコストも低くなります。さらに、シリコンカーバイドMOSFETは、Si MOSFETよりも発熱量が少なくなります。

シリコンカーバイドMOSFETを使用すると、持続可能性に直接関係しない他の利点もあります。例えば、Wolfspeedの新しい 650V SiC MOSFET  Siと比較してワットあたりのコストが低くなります。非常に耐久性と信頼性が高く、大きな温度変化や高湿度の環境にも耐えることができ、設計の持続可能性にも貢献します。

再生可能エネルギー向けウルフスピードソリューション

Wolfspeedは、再生可能電力設計の全体的な効率に大きく貢献し、発熱が少なく、電力密度が高く、信頼性に優れたシリコンカーバイド パワー エレクトロニクスの業界リーダーです。

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。

CRD-06600FF065N — 6.6kW高電力密度双方向AC/DC + DC/DCバッテリー充電器リファレンスデザイン

高効率、高電力密度のオンボード充電アプリケーションをターゲットとした6.6 kW双方向コンバータにおけるWolfspeedの650 V、60 mΩ (C3M™) SiC MOSFETのデモンストレーション 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、90VAC-265VACを入力として受け入れ、充電モードと反転モードの両方で96.5%以上の効率で250VDC-450VDC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、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。

KIT-CRD-3DD065P – DC/DCバックブースト コンバータ評価キット

Wolfspeed C3M™ SiC MOSFETおよびショットキーダイオード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。 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™ SiC MOSFETの3リードおよび4リードTO-247パッケージ用のフットプリントが装備されています。 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™ SiC MOSFETに対してボード上で利用可能な2つの専用ゲートドライバ TO-247-4パッケージにテストハードウェアを含む1200 V、75mΩ C3M™ SiC MOSFET（2個）が含まれています。

CRD-06600DD065N – 6.6 kW高周波DC-DCコンバータ

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コンバータにおけるWolfspeedの650 V、60 mΩ (C3M™) SiC MOSFETのデモンストレーション 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、入力として380VDC～420VDCを受け入れ、出力で400VDCを96%以上の効率で供給できます。 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。

CRD-02AD065N – 2.2 kW高効率 (80+ チタン) ブリッジレス トーテムポールPFC、SiC MOSFET搭載

Wolfspeedの最新（C3M™）650 V 60 mΩ SiC MOSFETをベースにした、2.2 kWブリッジレストーテムポールPFCトポロジの高効率かつ低コストのソリューション 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、チタン基準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。