시스템을 더 작고 빠르게 만드는 전원 칩

새로운 전력 장치는 아키텍처를 단순화하고 비용을 절감하며 기존 접근 방식을 대체함으로써 고전압 시스템의 설계 방식을 바꿀 수 있습니다.

Wolfspeed는 업계 최초로 상용화된 10kV 실리콘 카바이드(SiC) 전력 MOSFET을 발표했습니다.보다 유연한 시스템 설계를 가능하게 하고, 내구성을 향상시키며, 그리드 인프라, 산업 전기화, AI 데이터 센터와 같은 애플리케이션을 위한 안정적이고 지속 가능한 전력을 지원하는 고전압 시스템을 목표로 합니다.이 장치는 중요한 전력 인프라를 현대화하고 증가하는 에너지 수요를 지원하는 경로를 제공함으로써 기존 전력 변환 접근 방식에 도전합니다.

장치 수준에서는 내구성과 성능에 대한 새로운 기준을 설정합니다.본질적인 시간 의존 절연 파괴(TDDB) 수명 분석은 연속 20V 게이트 바이어스에서 158,000년의 작동을 예측합니다.또한 이 제품은 바이폴라 성능 저하를 해결하는 동시에 바디 다이오드 작동을 비롯한 안정적인 성능을 유지하는 최초의 10kV SiC MOSFET이기도 합니다. 이는 중간 전압 UPS 시스템, 풍력 발전, 무접점 변압기 애플리케이션의 중요한 요구 사항입니다.

더 높은 전압 성능은 시스템 설계에 직접적인 영향을 미칩니다.이전에는 불가능했던 아키텍처의 자유로움을 가능하게 하여 전력 변환 시스템을 단순화할 수 있습니다.다중 셀 설계는 더 적은 수의 셀로 결합될 수 있으며 3레벨 인버터 토폴로지는 2레벨 설계로 전환될 수 있습니다.이러한 변경으로 전체 시스템 비용을 약 30% 줄일 수 있습니다.

스위칭 성능은 또한 시스템 효율성과 크기를 향상시킵니다.스위칭 주파수를 600Hz에서 10,000Hz로 높이면 전력 밀도를 300% 이상 향상시킬 수 있습니다.이는 자기의 크기를 줄이고 제어 및 게이트 구동 회로를 단순화합니다.

시스템 수준에서도 열 성능이 향상되었습니다.변환 효율이 99%에 도달하면 열 요구 사항을 최대 50%까지 줄일 수 있어 IGBT 기반 시스템에 비해 더 간단한 냉각 솔루션이 가능합니다.

펄스 전력 애플리케이션에서 장치는 기계적 스위칭에서 전환을 도입합니다.상승 시간이 10ns 미만이므로 고전류, 고온 아크로 인해 성능이 저하되는 기계식 스파크 갭 스위치를 대체할 수 있습니다.SiC MOSFET을 사용한 무접점 스위칭은 아크를 제거하고, 에너지 전달 효율을 향상시키며, 더 나은 타이밍 제어를 제공합니다.

이는 또한 지열 발전 시스템, AI 데이터 센터용 전원 공급 장치, 반도체 플라즈마 에칭 및 비료 생산과 같은 응용 분야에서 시스템 크기와 복잡성을 줄여줍니다.