Wie Siliziumkarbid von Wolfspeed Solarstromsysteme verändert

Die Nachfrage nach Technologien, die die Nutzung erneuerbarer Rohstoffe verbessern, steigt kontinuierlich. Es versteht sich von selbst, dass auch die Übertragung und Wandlung dieses Stroms nachhaltig sein muss. Siliziumkarbid-Stromversorgungskomponenten können die Nachhaltigkeit erneuerbarer Energien und der zugrundeliegenden Technologien signifikant verbessern.

Das schnelle Wachstum von Solarstromerzeugung

Gemäß Statista erreichte die Netto-Solarstromerzeugung in den USA 2018 mit 66,6 Gigawattstunden ihren höchsten Wert. Dieses schnelle Wachstum zeigt sich seit 2011; damals betrug die Netto-Solarstromerzeugung weniger als 2 Gigawattstunden. Während diesem Wachstum der Nachfrage nach Solarstromtechnologie wurden zudem erhebliche Fortschritte bei der Nutzung von Siliziumkarbid als Halbleitermaterial, insbesondere in Stromerzeugungskomponenten, gemacht.

Die positiven Auswirkungen von Siliziumkarbid auf die Nachhaltigkeit

Siliziumkarbid wird aufgrund seiner höheren Effizienz, geringerer Wärmeerzeugung und höherer Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichem Silizium (Si) immer bekannter. Wenn Sie Siliziumkarbid-Stromversorgungskomponenten statt Silizium für Sonnenkraft-Wechselrichter verwenden, lassen sich beim Betrieb 10 Megawatt pro Gigawatt und 500 Watt/Sekunde sparen; dies stellt erhebliche Stromersparnisse dar.

Photovoltaik-Wechselrichter und 650 V Siliziumkarbid-MOSFETs

Ein Bereich, in dem Siliziumkarbid die Nachhaltigkeit von Designs zur Solarstromerzeugung verbessert hat, ist die hochgradig effiziente Photovoltaik für Wohnhäuser. Die Nutzung eines 650 V SiC MOSFET statt eines Si MOSFET ermöglicht beispielsweise leichtere, kleinere und effizientere Solarstrom-Wechselrichter. Dies führt zudem im Vergleich mit Si zu einer signifikanten Verringerung der Systemverluste und geringeren Kosten pro Watt. Zudem erzeugen Siliziumkarbid-MOSFETs weniger Wärme als Si-Geräte.

Mit der Nutzung von Siliziumkarbid-MOSFETs gehen weitere Vorteile einher, die nicht direkt in Zusammenhang mit der Nachhaltigkeit stehen. Beispielsweise führt die Nutzung der neuen Familie von Wolfspeed 650 V SiC MOSFETs im Vergleich mit Si zu niedrigeren Kosten pro Watt. Diese Geräte sind äußert robust und zuverlässig und können erheblichen Temperaturschwankungen und Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit widerstehen, was zudem die Nachhaltigkeit steigert.

Lösungen von Wolfspeed für erneuerbare Energien

Wolfspeed ist im Bereich Siliziumkarbid-Leistungselektronik der Branchenführer. Diese Elektronik kann erheblich zur Gesamteffizienz eine Designs im Bereiche erneuerbare Energien beitragen und weist geringe Wärmeerzeugung ebenso wie hohe Leistungsdichte und ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf.

Produkt- und Referenzdesignlösungen

Referenz-Designs

Lernen Sie die 650-V-SiC-MOSFETs, Zubehörteile und Referenzdesigns von Wolfspeed kennen, um mehr darüber zu erfahren, wie Ihnen die SiC-MOSFET-Technologie von Wolfspeed dabei helfen kann, bessere Produkte zu fertigen, die den Anforderungen modernster Geräte gewachsen sind.

Demonstration der 650-V-, 60 mΩ (C3M™)-SiC-MOSFETs von Wolfspeed in einem bidirektionalen 6,6-kW-Wandler für On-Board-Ladeanwendungen mit hoher Effizienz und Energiedichte. Die Demo-Platine besteht aus einer bidirektionalen Totempfahl-PFC- (AC/DC) Stufe und einer isolierten bidirektionalen DC/DC-Stufe auf der Grundlage einer CLLC-Topologie mit variabler DC-Zwischenkreisspannung. Durch die hohe Schaltfrequenz kann die Platine kleiner, leichter und insgesamt kosteneffektiver sein. Die 6,6 kW High Power Density OBC-Demo-Platine von Cree akzeptiert Eingaben von 90‒265 V AC und bietet Ausgaben von 250‒450 V DC mit mehr als 96,5 % Effizienz im Lade- und im Inversionsmodus. Die wichtigsten Anwendungsbereiche dieser Demo-Platine sind das Laden von Elektrofahrzeugen und die Energiespeicherung. Zur Dokumentation gehören eine Stückliste, ein Schaltbild, das Platinenlayout und der Anwendungshinweis.

Bewerten und optimieren Sie die stationäre und die schnelle Schaltleistung der Wolfspeed C3M™ SiC-MOSFETs und -Schottky-Dioden. . Analysieren Sie die Evaluierungsplatine in vielfältigen Energieumwandlungstopologien, wie etwa Synchron/Asynchron, Aufwärts- oder Abwärtswandler, Half Bridge und Full Bridge (Beachten Sie: für die Full-Bridge-Topologie sind zwei Evaluierungskits erforderlich). Die Platine bietet Anschlussbelegungen für TO-247-Pakete von C3M™ SiC-MOSFETs mit 3 und 4 Leitungsdrähten. . Kompatibel mit den TO-247- und TO-220-SiC-Schottky-Dioden-Paketen. Der Betrieb der Evaluierungsplatine in Abwärts- oder Aufwärtswandlertopologien erfordert keinen zusätzlichen Kondensator. Zwei (2) dedizierte Gate-Treiber auf der Platine für jedes C3M™ SiC-MOSFET verfügbar. Einschließlich (2) 1200-V-, 75-mΩ-C3M™ SiC-MOSFETs in einem TO-247-4-Paket mit der Testhardware.

Demonstration der 650-V-, 60-mΩ (C3M™)-SiC-MOSFETs von Wolfspeed in einem 6,6-kW-Hochfrequenz-DC-DC-Wandler für Anwendungen mit hoher Energiedichte. Die Demo-Platine besteht aus einer DC-DC-LLC-Topologie, in der die primäre Seite auf einer Full-Bridge-Stufe und die sekundäre Seite auf einer asynchronen Gleichrichtungsstufe basiert. Durch die hohe Frequenz kann die Platine kleiner, leichter und insgesamt kosteneffektiver sein. Die 6,6-kW-Hochfrequenz-Demo-Platine von Wolfspeed akzeptiert Eingänge von 380‒420 V DC und bietet Ausgaben von 400 V DC mit einer Effizienz von mehr als 96 %. Die wichtigsten Anwendungsbereiche für diese Demo-Platine sind industrielle Spannungsversorgungen und Ladegeräte für Elektrofahrzeuge. Zur Dokumentation gehören eine Stückliste, ein Schaltbild, das Platinenlayout und der Anwendungshinweis.

Hocheffiziente und kostengünstige Lösung mit 2,2-kW-Bridgeless-Totempfahl-Topologie auf der Grundlage der neuesten (C3M™) 650-V-60-mΩ-SiC- MOSFETs von Wolfspeed. Problemloses Erreichen des Titanium-Standards mit mehr als 98,5 % Effizienz und einem THD-Wert von weniger als 4 % in allen Lastzuständen. Innovative widerstandsbasierte Stromerfassungslösung. Verzerrungsfreier Induktorstrom bei Nulldurchgang in allen Lastzuständen. Kleinere Stückliste durch Verwendung von Allzweckdioden anstelle von Niedrigfrequenzschaltern. Die wichtigsten Anwendungsbereiche dieser Demo-Platine sind u. a. Spannungsversorgungen für Server, Telekommunikation und Industrie. Zur Dokumentation gehören eine Stückliste, ein Schaltbild, das Platinenlayout und der Anwendungshinweis.