どの業界や用途がWolfspeed WolfPACK™ モジュールの恩恵を受けることができますか？

Wolfspeed WolfPACKモジュールは、スケーリングが容易で、複数の個別デバイスを使用した同じトポロジーと比較して高いアンパシティを提供します。これらのモジュールはすべてSiCコンポーネントで構成されており、ハーフブリッジやシックスパックトポロジーなど、さまざまなデバイス構成で利用可能です。

Wolfspeed WolfPACKパワーモジュールラインは、多様なアプリケーションに対応しています。いくつかを詳しく見てみましょう:

カー充電ステーション

近年、電気自動車（EV）の需要は著しく増加していますが、目に見える迅速な成長を導く重要な分野の1つは、高速充電器を提供する能力です。化石燃料車が電気自動車よりも優れている大きな利点の1つは、数分で燃料を補給できる能力です。一方、EVは再度道路を走れる状態になるまでにもっと時間がかかることがあります。充電デザインによっては最短で30分、あるいは最長で12時間かかる場合もあります。高速充電技術により、高電圧、高電流、またはそれらの組み合わせを使用して大量のエネルギーを迅速に転送し、充電時間を短縮することが可能です。

Wolfspeed WolfPACK電力モジュールのSiC技術と高いアンペア容量性能により、高速充電環境に理想的です。これらのモジュールのコンパクトなプロファイルは、大規模なガソリンスタンドやスペースが制約された都市の充電場所など、さまざまな場所での使用を可能にします。さらに、モジュールのスケーラビリティは、メーカーがスケーラブルな充電システムを開発することを可能にし、EVのエネルギー容量が増加するにつれてますます重要な要素となるでしょう。

再生可能エネルギー

より持続可能なエネルギー未来を支援するためには、化石燃料への依存を減らし、エネルギー分野で風力や太陽光のような再生可能エネルギーソリューションの増加が必要です。これらの電源は環境に優しいですが、発電された電力はそのままでは電力網に送れるわけではないため、実用化には追加の電力変換プロセスが必要となります。

風力タービンによって発電された電力は、交流を直流に変換するAC/DCコンバーターが必要になる場合があります。このコンバーターは、電力網の周波数や位相に同期しない交流電力を直流電力に変換するために使用されます。その後、電力は再び交流に変換され、電力網で利用されます。一方で、太陽光パネルは直流電力のみを生成するため、電力網に接続するにはインバーターが必要です。

導入方法によっては、再生可能エネルギー用の電力分配システムがサイズ制約を受ける場合があります。これは、住宅向けのソーラー設置が電柱に取り付けられることが多く見られる例です。Wolfspeed WolfPACKモジュールに採用されたSiC MOSFET技術は、電力密度の向上により、電力変換システムの全体的なサイズ縮小を可能にします。システムレベルでSiCへの移行によるメリットを検証すると、太陽光発電（PV）インバータは、Siベースの技術と比較してサイズ、重量、コストを20%から50%削減できることが示されています。その効率を維持、または向上させながら可能です。これはSiCの最適な材料特性に起因します。広いバンドギャップは、より高い耐圧および接合温度での動作を可能にし、Siよりも高い効率で高い電力密度を実現します。効率の向上は、より良い電力分配ネットワークを支援する上で重要です。エネルギー損失が少なくなるためです。効率が1％向上するだけで、アメリカで設置された60ギガワットのソーラー発電のうち、年間600メガワットの太陽光発電が追加されることになります。この効率向上によるエネルギー節約の枠組みを理解したい場合、エネルギー省が発表したシリーズがあり、1ギガワット（10億ワット）という規模をどのように考えるべきかについて説明しています。

エネルギー貯蔵

再生可能エネルギーの増加は、実現可能性のために電力変換を必要とするだけでなく、年間を通してすべての時間に消費者や産業需要を満たすための電力が利用可能であることも要求されます。場合によっては、再生可能エネルギー源が非最適な環境条件により十分な電力を生成できないことがあり、また別の時には即時の需要を超える過剰なエネルギーを生成することがあります。この安定したエネルギー供給と需要の間の矛盾を解決するために、大規模エネルギー貯蔵システム（バッテリーなど）が導入されています。これらのシステムは再生可能エネルギーの発電量が多い期間に充電され、再生可能エネルギーがピークエネルギー需要に対応できない場合にはグリッドにエネルギーを放出します。

再生可能エネルギーの電力変換要件と同様に、Wolfspeed WolfPACK SiCモジュールは、SiC技術に伴うシステム密度と効率の向上により、再生可能エネルギーの蓄電ソリューションに最適です。このモジュールは、容易にスケーラブルなソリューションを作成できる能力を持ち、そのサイズの縮小されたフットプリントと相まって、需要を満たすためのグリッド供給を支える再生可能エネルギーインフラの開発に理想的な技術を提供します。

産業用電力システム

産業用電源システムは、データセンター、空港、製造業、自動車産業など、さまざまな産業分野で適用されています。多くの産業用電源システムは拡張性、自動化、適応性に焦点を当てて設計されていますが、これらのシステムは同時に信頼性も求められます。機器の稼働停止はコストがかさむ可能性があるためです。このような産業用途において、信頼性は意思決定において最も重要な要素であり、ダウンタイムは莫大な損失を意味します。

Wolfspeed WolfPACKモジュールは、同社の業界で立証された1兆時間の稼働実績により、信頼性が証明されており、産業用電力システムに理想的です。これらのモジュールの低インダクタンスおよび低スイッチング損失により、モーター制御システム、電力コンバーター、溶接機を含む高周波操作の用途に最適です。さらに、モジュールはベースプレートレスのパッケージングを採用しており、同社の先進的なSiC技術ソリューションと組み合わせることで、システムデザイナーに柔軟な熱管理の実装を可能にします。

結論

Wolfspeed WolfPACKモジュールは、EV充電、再生可能エネルギー、エネルギー貯蔵、産業用電力システムなど、さまざまな産業や用途で高い可能性を提供します。実装の容易さに加えて、SiC技術の高効率と優れた性能により、Wolfspeed WolfPACKモジュールは中程度の電力範囲ソリューションにおいて強力なパッケージとして位置付けられています。