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Guida alla selezione di moduli di potenza in SiC da 1200V 800A per inverter di veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia
1 Introduzione
Con lo sviluppo delle piattaforme per veicoli elettrici a 800V, dei PCS per l'accumulo di energia e degli inverter industriali ad alta potenza, i moduli di potenza in SiC (carburo di silicio) da 1200V sono diventati componenti fondamentali per sistemi elettronici di potenza ad alta efficienza.
Rispetto ai tradizionali moduli IGBT, i MOSFET in SiC offrono:
Tensioni di blocco più elevate
Minori perdite di commutazione
Frequenze di commutazione più elevate
Maggiore densità di potenza
Minori requisiti di raffreddamento del sistema
I principali fornitori globali di moduli in SiC includono:
Infineon Technologies
ROHM Semiconductor
Wolfspeed
onsemi
Allo stesso tempo, il produttore cinese RUILIN SEMI, su richiesta dei clienti, ha lanciato il proprio modulo di potenza in SiC da 1200V 800A per sistemi inverter ad alta potenza. Confronto delle prestazioni con i grandi produttori internazionali:
2 Applicazioni tipiche dei moduli in SiC da 1200V
I moduli in SiC da 1200V sono utilizzati principalmente nei seguenti sistemi:
Inverter di trazione per veicoli elettrici (EV): Requisiti di potenza per piattaforme a 800V tipicamente tra 150 kW e 500 kW.
PCS per sistemi di accumulo di energia (Storage PCS): Potenze tipiche di 250 kW, 500 kW, 1 MW.
Azionamenti per motori industriali: Range di potenza tra 100 kW e 800 kW.
Inverter solari/eolici: Alta efficienza (>98%).
3 Parametri chiave per la selezione
| Parametro | Importanza |
|---|---|
| Tensione di blocco | Margine di sicurezza della tensione di sistema |
| Corrente continua | Capacità di potenza del sistema |
| Rds(on) | Perdite in conduzione |
| Perdite di commutazione | Efficienza ad alta frequenza |
| Resistenza termica | Progettazione del raffreddamento |
| Tipo di package | Struttura del sistema |
4 Confronto del mercato dei moduli in SiC da 1200V
Di seguito un confronto tra i moduli in SiC attualmente più diffusi:
| Marca | Modello tipico | Tensione | Corrente | Package | Applicazione |
|---|---|---|---|---|---|
| RUILIN SEMI | RL800N1200A | 1200V | 800A | HPD | EV / ESS |
| Infineon | FS03MR12A6MA1 | 1200V | 400-600A | HybridPACK | EV |
| ROHM | BSM600D12P4G | 1200V | 600A | Half Bridge | Industriale |
| Wolfspeed | Piattaforma XM3 | 1200V | 450-700A | Half Bridge | EV |
| onsemi | Modulo EliteSiC | 1200V | 300-500A | Half Bridge | Industriale |
Si noti che:
I moduli in SiC da 800A sono ancora relativamente rari e appartengono a prodotti per piattaforme ad alta potenza.
5 Panoramica del modulo SiC RUILIN SEMI 1200V 800A
Il modulo di potenza in SiC RL800N1200A introdotto da RUILIN presenta le seguenti caratteristiche:
Elevata capacità di corrente: Corrente nominale di 800A, adatta per EV pesanti, PCS ad alta potenza e inverter industriali.
Alta efficienza: La tecnologia MOSFET in SiC consente minori perdite di commutazione e frequenze di commutazione più elevate, con efficienze di sistema fino al 98%+.
Funzionamento ad alta temperatura: Temperatura massima di giunzione di 175°C, che garantisce maggiore affidabilità e progetti di raffreddamento più semplici.
6 Capacità di potenza del sistema
In condizioni di bus DC a 800V, la potenza del sistema è approssimativamente:
| Corrente del modulo | Potenza dell'inverter |
|---|---|
| 400A | ~320 kW |
| 600A | ~480 kW |
| 800A | ~640 kW |
Pertanto, il modulo in SiC da 800A è più adatto per:
Camion elettrici
Camion a idrogeno
Grandi PCS per l'accumulo di energia
7 Struttura del package
I package comuni per i moduli in SiC da 1200V sono:
Half Bridge (Semiponte): Vantaggi: flessibilità nella progettazione dell'inverter, facilità di parallelo.
Six Pack (Convertitore trifase): Vantaggi: sistema inverter compatto.
RUILIN SEMI adotta una struttura HPD (HybridPACK Drive) ad alta corrente, adatta per progetti di inverter ad alta potenza.
8 Vantaggi dei moduli in SiC ad alta corrente
I moduli ad alta corrente offrono i seguenti vantaggi:
Maggiore densità di potenza: Riduzione del numero di moduli necessari.
Minor costo sistema: Riduzione di busbar, raffreddamento e gate driver.
Progettazione inverter semplificata: Sistema più compatto.
9 Conclusione
Con lo sviluppo dei veicoli elettrici a 800V e dei sistemi di accumulo di energia, i moduli di potenza in SiC da 1200V stanno diventando i dispositivi di potenza mainstream.
Rispetto ai moduli tradizionali da 600A:
Il RL800N1200A di RUILIN SEMI offre una maggiore capacità di corrente e una potenza di sistema superiore.
È adatto per:
Inverter di trazione EV
PCS per l'accumulo di energia
Azionamenti industriali ad alta potenza
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