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SemiQ ha ampliado su cartera de MOSFET de canal N de carburo de silicio (SiC) con una serie de módulos de puente H de onda completa. Las piezas están diseñadas para aplicaciones de triple amenaza que requieren piezas de alto voltaje, alta velocidad y trabajo pesado. Se han optimizado para pérdidas de conmutación extremadamente bajas para mejorar la eficiencia y bajas pérdidas de energía. La alta eficiencia, la alta tolerancia a la temperatura de la unión y la carcasa cerámica reducen la disipación de calor y aumentan la flexibilidad en la colocación mecánica.
Módulo completo de SiC de puente H con carcasa cerámica.
La carcasa de cerámica tiene disposiciones para montar disipadores de calor directamente sobre una almohadilla térmica aislada. Los contactos eléctricos tipo pin son conexiones a presión con una superficie total de 62,8 mm x 33,8 mm x 12 mm. Entregar el componente en un módulo de puente H completo reduce los costos de ensamblaje y reduce las pérdidas de conmutación.
Adiciones valiosas a una línea de productos especializada
Las cinco piezas nuevas (GCMX020A120B2H1P, GCMX040A120B2H1P, GCMX080A120B2H1P, GCMX020A120B3H1P y GCMX040A120B3H1P) tienen una potencia nominal de 1200 V, un voltaje de ruptura de más de 1400 V y una temperatura máxima de unión de 175 °C. Todos cuentan con la misma carcasa cerámica con orificio pasante y ajuste a presión. La capacidad de corriente máxima varía de 27 A para el GCMX080A120B2H1P a 102 A para el GCMX020A120B2H1P.
SemiQ tiene una amplia gama de dispositivos SiC de alto rendimiento que incluyen MOSFET discretos, diodos Schottky y módulos de medio puente. Al agregar módulos completos de SiC de puente H, los diseñadores de electrónica de alto rendimiento pueden reducir el número de piezas, reducir el tamaño del producto y acceder a una refrigeración más eficiente.
Si un MOSFET en un puente H discreto no obtiene resultados satisfactorios, solo es necesario eliminar la parte defectuosa. En un módulo, se debe descartar todo el puente debido a una pieza defectuosa. SemiQ reconoce este riesgo y lo mitiga mediante pruebas y burn-in a nivel de oblea. SemiQ utiliza estas pruebas a nivel de oblea para garantizar la calidad del óxido de la puerta y un voltaje de umbral de puerta estable en todo el módulo.
El proceso de quemado y las pruebas también evalúan la carga de la compuerta, la carga del drenaje con polarización inversa de alta temperatura, alta humedad, alto voltaje y dependencia de alta temperatura. El resultado es un producto de calidad automotriz e industrial con un generoso margen ambiental y una baja probabilidad de falla prematura.
Los MOSFET de SiC ofrecen grandes ventajas en aplicaciones de CC
Los nuevos MOSFET de SiC son adecuados para aplicaciones de CC que consumen mucha energía, como inversores solares, cargadores de vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y convertidores CC/CC. Todas estas aplicaciones requieren altos voltajes, altas frecuencias de conmutación y alta capacidad de potencia. SemiQ ha desarrollado su nueva línea específicamente para aplicaciones de alto rendimiento que requieren la eficiencia que viene con altas frecuencias de conmutación y altos voltajes de operación.
En el rango DC se encuentran energía ecológica y un enorme consumo de energía para el servidor. Desafortunadamente, la conversión de voltaje de CC es mucho más compleja que el simple transformador de inductor acoplado utilizado para la alimentación de CA. Se requiere una fuente de alimentación conmutada (SMPS) para la conversión de voltaje de CC. Las frecuencias de conmutación más altas ofrecen una mayor eficiencia si el material semiconductor puede mantener el ritmo. El SiC es uno de los materiales que resiste mucho mejor que el silicio. Estas piezas aumentaron la eficiencia de SMPS del 90 % al 98 %.
Circuito inversor solar típico.
Eso no es sólo una mejora del 8%. Las pérdidas por conmutación provocan un desperdicio de electricidad y calor. En un semiconductor convencional, las pérdidas rondan el 10% del flujo de corriente. El otro 90% va a la aplicación. SiC transfiere estos 90% y 80% de las pérdidas. Esto significa un 8% más de flujo de electricidad, pero una reducción del 80% en residuos y calor.
Mientras que la electrónica utiliza corriente continua como energía final, la mayoría de los vehículos eléctricos todavía utilizan motores de CA debido a su eficiencia superior. Estos motores eléctricos funcionan en el rango de kilovatios de 300 a 600 V. Sin voltajes tan altos, el consumo de corriente de un motor superior a 50 kW haría que el cableado, el disipador de calor y los motores fueran demasiado pesados para ser prácticos. Los dispositivos de SiC, como los cinco nuevos MOSFET cuádruples de puente completo de 1200 V de SemiQ, pueden manejar la carga de manera más eficiente que el silicio estándar.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de SemiQ.
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