جدید انرژی های نسل آینده توسعه کنترل کننده موتور - اینورتر SiC
در کنترل درایو خودرو الکتریکی اینورتر است جزء کلیدی برای انرژی ac/dc تبدیل و برای بازیابی انرژی در طول رانندگی و یا ترمز موتور استفاده می شود. بازار به طور فزاینده ای برای کنترل کننده های بهره وری انرژی انتقال قدرت تراکم و قيمت خواستار. قدرت ماژول جزء کلیدی اینورتر برای رسیدن به بهره وری انتقال بالا و تراکم قدرت بالا است. در حال حاضر، بسیاری از اینورتر درایو خودرو الکتریکی در سنتی سی (سیلیکون) دستگاه ماژول قدرت IGBT (ترانزیستور دو قطبی گیت عایق شده) است. طراحی معایب کم فرکانس سوئیچینگ و از زیان بزرگ است که محدودیت بهبود تراکم قدرت راننده خودرو الکتریکی است.
چنین است (سیلیکون کاربید) سه مزایای بیش از دستگاه Si: بالاتر برابر ولتاژ شکست پایین تر از دست دادن; هدایت حرارتی بالاتر. ویژگی این معنی که چنین دستگاه در ولتاژ بالا بالا تعویض فرکانس بالا قدرت تراکم برنامه های کاربردی استفاده می شود. با بهبود چنین ماژول برق تولید سطح، چنین داشته باشد مناسب تر است نیمه هادی دستگاه برای رانندگان وسایل نقلیه الکتریکی. استفاده از چنین دستگاه وسیله موثر برای رسیدن به چگالی توان بالا رانندگان وسایل نقلیه الکتریکی است. در حال حاضر، تحقیقات بیشتر و بیشتر به استفاده از ماژول های برق رسانی به محور موتور اینورتر اعمال نشده اند. شرکت تویوتا موتور قادر به اعمال ماژول های برق رسانی در خودروهای هیبریدی است.
در مقایسه با دستگاه های Si، استفاده از چنین دستگاه های دارای مزیت بزرگ است.
راندمان بالا و مسافت پیموده شده بهتر خودرو
از آنجا که نمایشگاه افت ولتاژ turn-on SiIGBT دیود ویژگی: حتی اگر در جریان کوچک، IGBT افت ولتاژ turn-on اولیه بزرگ است. Turn-on افت ولتاژ SiC MOSFET نمایشگاه که مشخصه های مقاومتی: آن turn-on افت ولتاژ متناسب با جريان turn-on است. تعیین دو ویژگی در ولتاژ مختلف SiIGBT و SiCMOSFET که از دست دادن هدایت SiCMOSFET بيشتر از SiIGBT است تنها زمانی که جریان بسیار بزرگ است و از دست دادن هدایت SiCMOSFET بهتر از آن از SiIGBT در حال حاضر بیشتر است فواصل. در شرایط کار تمام خودرو بسیاری از آنها کوچک شرایط فعلی و گشتاور بزرگ وضعیت حساب برای بخش کوچکی را در طیف کامل راه کار است. با توسعه چنین فناوری تراشه در-مقاومت SiCMOSFET در آینده بهتر از SiIGBT خواهد شد.
که برای همان باتری استفاده دستگاه چنین می تواند بهبود بخشد مسافت پیموده شده از کل وسایل نقلیه به طور موثر لذا بعد از استفاده از چنین دستگاه راندمان تبدیل اینورتر قابل توجهی، می تواند بهبود.
اندازه کوچک و چگالی توان بالا
با توجه به کاهش کم رسانی دستگاه چنین دستگاه می تواند دستیابی به همان قدرت خروجی مساحت تراشه کوچکتر از دستگاه های سی. هم زمان، چنین دستگاه در فرکانس های بالا، کمک به کاهش اندازه منفعل در اطراف دستگاه قدرت عمل می تواند. اینورتر رسانی توسط متحده الکترونیک بیش از نصف حجم اینورتر مورد تایید Si در همان سطح قدرت است.
فرکانس بالا سوئیچینگ برای بهینه سازی سیستم سر و صدا
در حال حاضر، تعویض فرکانس مشترک اینورتر سی 5-10 kHz است و سیستم 5 تا 20 kHz تعویض سر و صدا که آسان به علت ناراحتی در محدوده فرکانس است که می تواند توسط گوش انسان شنیده می شود را تولید کند. با دستگاه ماد با افزایش فرکانس سوئیچینگ به 40 kHz سوئیچینگ فرکانس نویز تولید شده توسط سیستم محدوده فرکانس است که می تواند توسط گوش انسان شنیده می شود می تواند تجاوز. در همان زمان سوئیچینگ فرکانس برای کمک به کاهش فعلی کنترل هارمونیک، بنابراین کاهش تداخل الکترومغناطیسی و بهبود تجربه رانندگی خودرو افزایش می یابد.
اما در حال حاضر استفاده از چنین دستگاه نیز ارائه چالش های بزرگ.
چنین دستگاه های گران تر هستند
از فعلی چنین روند تراشه به عنوان به عنوان سی بالغ است، عمدتا برای 4 اینچ شکر و شیرینی جات، میزان مواد استفاده زیاد نیست و ویفر تراشه Si را به 8 اینچ و یا حتی 12 اینچ طراحی شده است. از سوی دیگر تقاضا برای چنین تراشه در بازار هنوز افزایش یافته است و از سوی دیگر هزینه چنین تراشه نسبتا بالا است.
چنین توسعه تکنولوژی بسته بندی دستگاه نشدم
در حال حاضر، بسیاری از تامین کنندگان دستگاه جریان اصلی قدرت در جهان تحقیق و توسعه چنین تراشه است، اما در مقابل توسعه فناوری بسته بندی برای چنین دستگاه نشدم. در مقایسه با تراشه Si چنین تراشه مقاومت در برابر دمای بالاتر است و درجه حرارت آن می توانید بیش از 200 درجه. با این حال، آب بندی تکنولوژی مورد استفاده در ماژول رسانی هنوز با سی ماژول طراحی شده است و قابلیت اطمینان و زندگی آن 200 درجه را برآورده نمی. کار مورد نیاز است. شرایط درخواست چنین تراشه است.
تکنولوژی حفاظت از درایو
در مقایسه با تراشه Si، اتصال تحمل قابلیت چنین تراشه تا حد زیادی کاهش می یابد. لذا در جهت جلوگیری از اتصال کوتاه شکست دستگاه چنین عملیات, مدار درایو نیاز به کاهش زمان پاسخ، که برای تکنولوژی حفاظت مدار درایو دستگاه چنین پیشنهاد شده است. چالش بزرگ است.
طراحی حرارتی
از منطقه تنها چنین تراشه کوچک است، به منظور دستیابی به قدرت بالا خروجی لازم به استفاده از تراشه های بیشتر به موازات است. چگونه چیدمان مناسب طراحی تراشه در داخل ماژول برای اطمینان از تعادل حرارتی بین تراشه و نظارت بر دمای نقطه داغ تراشه چالش بزرگ است.
EMI و عایق مشکلات ناشی از پر سرعت سوئیچینگ
در مقایسه با دستگاه های سی سوئیچینگ سرعت دستگاه چنین می تواند به طور قابل توجهی بهبود و di/dt و dv/dt در فرآیند تعویض، اگر چه این کمک می کند تا به از دست دادن تعویض دستگاه را کاهش می دهد اما از سوی دیگر آن تولید جدی EMI بهبود یافته است مشکلات، چگونه به درستی طراحی کنترل مدار مدار و فیلتر برای سرکوب EMI نیز مسئله مهم است. در عین حال بالا dv/dt منفی عایق دستگاه بسته موتور که پیری قطعات عایق سیم پیچ و حلقه عایق, به ترتیب آوردن چالش های جدید به طراحی عایق موتور شتاب ممکن است تاثیر می گذارد.
برای خلاصه کردن
اگر چه روند دستگاه چنین فعلی به بالغ به عنوان سی نیست، توسعه چنین بسته نسبتا عقب مانده است و قیمت دستگاه چند برابر بالاتر از سی است. با این حال، با بلوغ دستگاه فن آوری و افزایش تقاضا برای چنین دستگاه ها در بازار این معایب به تدریج صاف می شود را و چنین دستگاه هایی که ذاتا بالا مقاومت در برابر ولتاژ سوئیچینگ فرکانس بالا، کم از دست دادن و غيره. مزایای نیز تعیین که آن بیشتر و بیشتر به طور گسترده به عنوان یک ماده بسیار رقابتی در آینده استفاده می شود.
