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行业资讯Wolfspeed公司宣布推出一款10 kV碳化硅功率mosfet,据称这是该电压等级中首款商用器件。这一产品的推出将碳化硅技术扩展至更高电压的功率转换领域,为电网基础设施、工业电气化系统以及大型计算设施中使用的电源架构带来了全新的设计方法。
这款新型CPM3-10000-0300A器件旨在解决高效功率转换系统中与可靠性和性能相关的挑战。据该公司称,其内部进行的与时间相关的介质击穿分析表明,在连续20 V栅极偏压下,该器件的预期寿命约为15.8万年。该器件架构还解决了历史上限制高压碳化硅MOSFET运行的双极型退化效应,从而允许在开关应用中可靠地使用体二极管。

10 kV碳化硅MOSFET的上市为转换器设计提供了新的灵活性。以前需要串联多个较低电压器件或采用复杂多单元结构的系统,现在可以通过使用更高电压的开关来简化。在某些应用中,这可能有助于将多电平拓扑结构整合到更少的单元中,或将三电平逆变器架构过渡到两电平实现,从而减少元件数量和系统复杂性。
与传统的绝缘栅双极型晶体管解决方案相比,更高电压的碳化硅器件还能支持更高的开关频率。在某些功率转换系统中,开关频率可以从几百赫兹提高到几千赫兹,从而可以使用更小的磁性元件,并有可能提高整体功率密度。与传统硅基技术相比,接近99%的转换效率还可以降低热管理要求。
该器件的快速开关特性,包括低于10 ns的上升时间,使其可用于替代机械火花隙开关的固态开关系统。与在重复大电流电弧作用下会退化的火花隙器件不同,固态碳化硅开关消除了电弧形成,并在脉冲功率应用中提供更精确的时序。潜在应用案例包括用于地热能提取的脉冲功率系统、半导体等离子体蚀刻等高功率工业过程、支持大型数据中心的能源系统以及某些化学品生产过程。