V současné době byly široce rozpoznány výhody výkonných výhod přinesených zařízeními Silicon Carbide (SIC) v elektrických vozidlech (EV) a solárních fotovoltaických (PV) aplikacích.Materiální výhody SIC však mohou být také použity v jiných aplikacích, včetně oblasti ochrany obvodů.Tento článek přezkoumá vývoj této oblasti, zatímco porovná výhody a nevýhody jističů pevných state (SSCB) implementovaných mechanickou ochranou a používáním různých polovodičových zařízení.Nakonec bude tento článek také diskutovat o tom, proč jsou jističe obvodů Sic Solid -state stále více upřednostňovány.

Ochranná energetická infrastruktura a vybavení

Systém přenosu a distribuce výkonu a citlivé zařízení musí být správně chráněny, aby se zabránilo poškození v důsledku dlouhodobého přetížení a zkratu.Vzhledem k tomu, že napětí používané elektrickými energetickými systémy a elektrickými vozidly se zvyšuje a vyšší, je možný maximální poruchový proud vyšší než kdy předtím.Abychom zajistili ochranu těchto chyb s vysokým proudem, potřebujeme super rychlé komunikační a DC jističe.V minulosti byly mechanické jističe vždy hlavní volbou těchto aplikací. Vzhledem k tomu, že se pracovní požadavky stávají stále přísnějšími, jsou stále populárnější solidní jističe.Ve srovnání s mechanickými jističemi mají jističe s pevným stavem mnoho výhod:

· Stabilita a spolehlivost: Mechanický jistič obsahuje komponenty aktivity, takže je relativně snadné poškodit.To znamená, že jsou snadno poškozeny nebo náhodně odpojeny cvičením a během používání se každý resetování nosí.Naproti tomu jističe s pevným stavem neobsahují aktivní komponenty, takže je stabilnější a spolehlivější a není snadné způsobit náhodné poškození. Proto může být opakovaně odpojeno/uzavřeno.

· Flexibilita teploty: Pracovní teplota mechanického jističe závisí na jeho výrobních materiálech, takže v pracovní teplotě existuje určité omezení.Naproti tomu pracovní teplota jističe pevného state je vyšší a může být upravena, takže se může prudce přizpůsobit různým pracovním prostředím.

· Vzdálená konfigurace: Mechanický jistič se musí po cestě ručně resetovat ručně, což může být velmi časné a náklady -efektivní, zejména pokud je při nasazení velkých instalačních bodů nasazeno, může existovat skryté bezpečnostní rizika.Solný jistič může být vzdáleně resetován prostřednictvím kabelových nebo bezdrátových připojení.

· Rychlost spínače je rychlejší a negeneruje oblouk: mechanický jistič může při přepínání produkovat větší výkyvy oblouků a napětí, dostačující k poškození zátěžového zařízení.Jistič obvodu pevného state přijímá metodu měkkého startu, který chrání obvod před vlivem těchto indukčních napěťových vrcholů a kapacitního vlnového proudu a rychlost přepínání je mnohem rychlejší. dojde k selhání.

· Flexibilní hodnota hodnocení hodnoty: Solidní jistič s obvodem -state má programovatelnou hodnotu jmenovitého proudu, zatímco mechanický jistič má hodnotu s hodnocením pevného proudu.

· Malá velikost a lehčí hmotnost: Ve srovnání s mechanickými jističi je jistič s pevným obvodem lehčí a menší.

Omezení stávajících jističů pevných state

Přestože má pevný jistič ve srovnání s mechanickým jističem, mají také některé nevýhody, které zahrnují hodnotu napětí/proudu, která je omezená, je také omezená, ztráta obratu je vyšší a cena je vyšší a cena je dražší.Obecně platí, že pro AC aplikace jsou jističe pevných state založeny na křemíkových květech (TIRIAC) a pro DC systémy jsou založeny na standardních rovinných mosfetech.Triac nebo MOSFET je zodpovědný za dosažení přepínacích funkcí, zatímco jednotky izolace světla se používají jako kontrolní komponenty.V případě vysokého výstupního proudu však musí MOSFET založené na vysokorychlostní pevné látkové jističe, které musí používat chladiče, což znamená, že nemohou dosáhnout stejné úrovně hustoty výkonu jako mechanické jističe.

Podobně musí být také tepelné dřezy, protože nasycené napětí způsobí nadměrnou ztrátu výkonu izolační bipolární krystalické potrubí (IGBT), podobně, izolační bipolární krystalické potrubí (IGBT), které jsou izolační bipolární krystalické potrubí (IGBT), které jsou nasyceny, izolační bipolární krystalické potrubí (IGBT) implementované pomocí bipolární krystalové potrubí (IGBT).Například, pokud je proud 500 amp, 2V napětí na IGBT generuje až 1000 W.Pro stejnou úroveň výkonu musí mít MOSFET asi 4 m?Vzhledem k tomu, že se hodnota napětí zařízení v elektrických vozidlech vyvíjí směrem k 800V (nebo dokonce vyššímu), nemůže žádné jediné zařízení dosáhnout této úrovně odporu.Ačkoli číslo může být teoreticky spojeno paralelními zařízeními, tento přístup výrazně zvětší velikost a náklady na řešení, zejména pokud je třeba zpracovat dva směrovací proud.

Pomocí modulu SIC napájete k vytvoření dalšího generace solidního obvodu

Ve srovnání s křemíkovými čipy mohou být čipy SIC sníženy až o desetkrát za podmínek stejného jmenovitého napětí a odolnosti proti pohonu.Kromě toho je rychlost spínače zařízení SIC nejméně 100krát rychlejší než rychlost křemíkových zařízení a může fungovat při maximální teplotě více než dvakrát vyšší než to.Současně má SIC vynikající tepelnou vodivost, takže má lepší stabilitu při vysokých úrovních proudu.Ansonami používá tyto charakteristiky SIC k vývoji řady elitesických modulů výkonu, které jsou nízké na 1,7 m?Tyto moduly integrují dva až šest SIC MOSFETS do jednoho balíčku.

Společnost Sintering Chip Technology (spalování dvou nezávislých čipů v jednom balíčku) může poskytnout spolehlivý výkon produktu i při vysokých úrovních výkonu.V důsledku rychlého přepínacího chování a vysoké rychlosti tepelného vedení mohou taková zařízení rychle a bezpečně „přejít na kartu“ (odpojovací obvod), když dojde k selhání, a zabránit proudu proudu až do normálních pracovních podmínek.Takový modul ukazuje, že je stále více integrován do více zařízení SIC MOSFET do jediného balíčku, aby se dosáhlo nízkých konduktorů a malých velikostí, čímž splňuje potřeby skutečných aplikací jističe.Kromě toho Ansonmei také poskytuje elitesické moduly MOSFET a výkonu s rozsahem napětí 650V až 1700 V, takže tato zařízení mohou být také použita k vytvoření pevných jističů obvodů vhodných pro jednofázové a třífázové rodinné a průmyslové aplikace.Dodavatelský řetězec ANSONMEI SIC s vertikální integrací může poskytnout téměř nulovou deficienci.

Obrázek 1: Kompletní konec -end -end silikonový karbid (SIC) ANSONMEI.

Níže uvedený obrázek ukazuje modulární implementaci jističe pevného state. Mezi nimi je připojen k více 1200V sic čipům a více spínačů paralelně, aby se dosáhlo extrémně nízkých RDSON a optimalizovaných účinků rozptylu tepla.Tyto plně integrované moduly níže mají optimalizované kolíky a rozvržení, které pomáhají snižovat parazitické účinky, zlepšovat výkon přepínání a zkrátit dobu odezvy poruchy.ANSONMI poskytuje řadu portfolií produktu SIC modulu. Jmenovité napětí modulu je 650V, 1200V a 1700V a některé z modulů mají spodní desku, zatímco jiné nemají žádnou spodní desku pro splnění různých požadavků na aplikaci a potřeby účinnosti.

Obrázek 2: Modul SIC B2B Vhodný pro jističe s pevným obvodům -480VAC -200A

Obr

Technologie sic a solidní jističe obvodů se budou vyvíjet společně

Mechanický jistič má nízkou ztrátu energie a vyšší hustotu výkonu a aktuální cena je také nižší než jistič pevného obvodu.Kromě toho se mechanické jističe snadno nosí díky opakovanému použití a resetování nebo výměna generuje drahé náklady na umělou údržbu.Se zvyšující se popularitou elektrických vozidel bude poptávka po obvodech a zařízeních SIC nadále rostl. zvýšit.S nepřetržitým postupem technologie SIC a odporem nezávislého SIC MOSFET bude ztráta výkonu pevného jističe v pevném státě dosahovat úrovně srovnatelné s mechanickým jističem. V té době již nebude ztráta energie problémem .Solidní jistič s obvodem založený na zařízeních SIC má výhody rychlé rychlosti přepínání, oblouku bez oblouku a nulové údržby, což může přinést značné úspory nákladů, takže se určitě stane hlavní volbou pro trh.