Sparčiai besivystančiame atsinaujinančios energijos kraštovaizdyje,Energijos kaupimo sistema(ESS) tapo esminiu tinklo stabilumo ramsčiu. Bet kurios ESS esmė yra galios konvertavimo sistema (PCS), pagrindinė įranga, atsakinga už dvikryptį kintamosios srovės / nuolatinės srovės energijos konvertavimą. PCS našumą, efektyvumą ir patikimumą labai lemia jo pagrindiniai galios puslaidininkiniai jungikliai. Šiuo metu šioje erdvėje dominuoja dvi pagrindinės technologijos: tradiciniai silicio{3}}pagrįsti izoliuotų vartų dvipoliai tranzistoriai (SiC IGBT) ir naujos-kartos silicio karbido (SiC) MOSFET.
SiC proveržis: didesnis efektyvumas ir minimalūs nuostoliai
Tačiau energijos kaupimo poreikiams didinant energijos tankį ir didinant integraciją, silicio{0}}pagrįsti įrenginiai artėja prie savo fizinių ribų. Štai čia silicio karbido (SiC) MOSFET veikia kaip trikdanti jėga. Silicio karbidas, kaip plačios juostos (WBG) puslaidininkis, pasižymi savybėmis, leidžiančiomis veikti žymiai didesniu perjungimo dažniu, tuo pačiu sumažinant perjungimo energijos nuostolius iki 50–70 %, palyginti su tradiciniais IGBT.
Be efektyvumo, SiC prietaisai pasižymi puikiu šilumos laidumu ir gali atlaikyti daug aukštesnę darbo temperatūrą. Kadangi SiC išskiria žymiai mažiau atliekinės šilumos, inžinieriai gali žymiai sumažinti sunkiųjų aušinimo radiatorių dydį arba netgi pereiti nuo sudėtingų skysčių{1}}aušinimo sistemų prie paprastesnio priverstinio{2}}oro aušinimo.
800 V perėjimas ir kelias į ateitį
Šiuo metu pramonėje vyksta didžiulis architektūrinis poslinkis prie 800 V-ir net 1500 V-aukštos-tampos baterijų platformų, siekiant padidinti pralaidumą ir sumažinti kabelių nuostolius. Esant tokioms padidintoms įtampos slenksčiams, tradiciniai IGBT kenčia nuo didėjančių perjungimo nuostolių, todėl dažnai reikia sudėtingų kelių{6}}pakopų topologijų, kurios padidina sistemos pažeidžiamumą. SiC MOSFET, pasižymintys dideliu gedimo elektrinio lauko stipriu, lengvai valdo šią aukštos{8}}įtampos aplinką su paprastesniu ir elegantiškesniu kontūru.
Todėl SiC sparčiai pereina nuo aukščiausios kokybės alternatyvos į pagrindinį pramonės atnaujinimo kelią. Nors šiuo metu SiC lustų atskirų komponentų kaina yra didesnė nei IGBT, visapusiškas sutaupymas, pasiektas naudojant mažesnius korpusus, sumažintą šilumos valdymą ir energijos taupymą visą gyvenimą, yra įtikinamas ekonominis pagrindas. Toliau SiC yra pasirengęs palaipsniui pakeisti tradicinius IGBT vidutinės{2}}ir-didelės galios programose ir galiausiai taps standartine komercinių, pramoninių ir komunalinių{4}} energijos kaupimo sistemų konfigūracija visame pasaulyje.