أعلنت شركة Wolfspeed الأمريكية مؤخرًا عن إطلاقها MOSFET بقدرة 10 كيلو فولت من كربيد السيليكون (SiC)، وهو أول منتج تجاري يتم طرحه بهذا الجهد، مما يمثل تقدمًا مهمًا في تقنية SiC في مجال تحويل الطاقة عالي الجهد. من المتوقع أن يوفر هذا الجهاز الجديد حلولًا مبتكرة لتصميم إمدادات الطاقة في الشبكات الكهربائية، والكهربة الصناعية، ومرافق الحوسبة الكبيرة.
تم تحسين الجهاز الجديد CPM3-10000-0300A لمواجهة تحديات الموثوقية والأداء في أنظمة تحويل الطاقة عالية الكفاءة. وتشير الشركة إلى أن التحليل الزمني لانهيار العزل الكهربائي يشير إلى أن العمر المتوقع للجهاز تحت جهد بوابة مستمر قدره 20 فولت يصل إلى حوالي 158 ألف عام. كما يعالج هيكله مشكلة التدهور الثنائي القطب أثناء تشغيل MOSFET SiC عالي الجهد، مما يجعل الصمام الثنائي الأساسي أكثر موثوقية في تطبيقات التبديل.
يقدم إطلاق MOSFET SiC 10kV مرونة أكبر في تصميم المحولات. يمكن الآن تبسيط الأنظمة التي كانت تتطلب سابقًا عدة أجهزة منخفضة الجهد متصلة على التوالي أو هياكل معقدة باستخدام مفتاح بجهد أعلى. وهذا يساعد على تقليل عدد الوحدات في الهياكل متعددة المستويات، أو الانتقال من العاكسات ثلاثية المستوى إلى هياكل ثنائية المستوى، مما يقلل بدوره من عدد المكونات وتعقيد النظام.
مقارنة بحلول الترانزستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة التقليدية، تدعم أجهزة SiC ذات الجهد الأعلى ترددات تبديل أعلى. في بعض أنظمة تحويل الطاقة، يمكن زيادة تردد التبديل من بضع مئات من الهرتز إلى بضعة كيلوهرتز، مما يحقق مكونات مغناطيسية أصغر وكثافة طاقة أعلى. كما أن كفاءة التحويل التي تقترب من 99% مقارنة بتقنيات السيليكون التقليدية قد تخفف أيضًا من عبء إدارة الحرارة.
تجعله خصائص التبديل السريع للجهاز، مثل زمن الصعود الأقل من 10 نانوثانية، مناسبًا لأنظمة الحالة الصلبة البديلة لمفاتيح فجوة الشرر الميكانيكية. يتجنب مفتاح SiC ذو الحالة الصلبة تكوين القوس الكهربائي، ويوفر توقيتًا أكثر دقة في تطبيقات الطاقة النبضية، مع إمكانية التطبيق في مجالات مثل استخراج الطاقة الحرارية الأرضية، ونقش أشباه الموصلات، وأنظمة الطاقة لمراكز البيانات، والإنتاج الكيميائي.
يتوفر جهاز CPM3-10000-0300A SiC MOSFET حاليًا في شكل شريحة لعملاء العينات والاعتماد، مما يدفع عجلة تطور تكنولوجيا الإلكترونيات الكهربائية عالية الجهد إلى الأمام.
