Ecco che Toshiba lancia il MOSFET Sic da 2200 V per semplificare il sistema inverter. Il MOSFET al carburo di silicio (SiC) è progettato per rivoluzionare gli inverter e i sistemi di accumulo di energia. Questo dispositivo rivoluzionario di Toshiba aiuterà i produttori di inverter a ridurre le dimensioni e il peso dei loro prodotti.
Secondo l'azienda, il MOSFET di nuova concezione ha il potenziale per aiutare notevolmente i produttori di inverter, consentendo loro di ridurre significativamente le dimensioni e il peso dei loro prodotti . Il funzionamento a frequenze più elevate permette di ridurre le dimensioni e il peso di altri componenti del sistema, come dissipatori di calore e filtri.
Il transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET) di nuova concezione utilizza il carburo di silicio (SiC). È progettato per l'impiego in inverter solari e sistemi di accumulo a batteria. Include un diodo a barriera Schottky (SBD) da 2,200 V ed è progettato per l'utilizzo in sistemi a 1,500 V (CC) con inverter a due livelli. Secondo l'azienda, i dispositivi a due livelli hanno un numero inferiore di moduli di commutazione rispetto agli inverter a tre livelli, il che consente la realizzazione di sistemi più piccoli e leggeri.
Secondo quanto riportato, i moduli SiC sono noti per la loro capacità di funzionare con perdite di conduzione minime e una bassa tensione di conduzione drain-source . Anche le perdite di commutazione in fase di accensione e spegnimento, rispettivamente di 14 mJ e 11 mJ, risultano inferiori. Si presume che presentino una bassa induttanza parassita, una bassa resistenza termica e un termistore integrato.
Il vantaggio degli inverter a tre livelli risiede nella loro capacità di minimizzare le perdite di commutazione . Ciò si ottiene applicando ai dispositivi di commutazione una tensione pari alla metà della tensione di rete quando sono spenti.
Al contrario, gli inverter a due livelli offrono un sistema semplificato, compatto e leggero, avendo un numero inferiore di moduli di commutazione rispetto agli inverter a tre livelli. Richiedono semiconduttori con una tensione di rottura più elevata, poiché la tensione applicata è uguale alla tensione di rete. La domanda di semiconduttori con basse perdite e alta tensione di rottura è in aumento. Ciò è dovuto all'introduzione di sistemi con tensione di rete di 1500 V CC nei mercati del fotovoltaico e di altre energie rinnovabili.
I produttori hanno ottimizzato la concentrazione delle impurità e lo spessore dello strato di deriva per garantire:
- La resistenza di conduzione e la tensione di rottura mantengono lo stesso rapporto dei nostri prodotti attuali.
- Inoltre, è specificamente progettato per offrire un'elevata resistenza ai raggi cosmici, requisito fondamentale per i sistemi fotovoltaici.
- È stato confermato che l'inclusione di SBD con giunzioni PN parassite bloccate tra le regioni p-base e lo strato n-drift garantisce un'affidabilità superiore durante la conduzione inversa.
La perdita di energia nel modulo interamente in SiC sviluppato è molto inferiore rispetto al modulo in Si (costituito da IGBT in Si e diodi a recupero rapido in Si) con la stessa tensione nominale di 2000 V. La dissipazione di potenza stimata dell'inverter rivela che il modulo in SiC di nuova concezione consente un funzionamento a frequenza doppia rispetto a un IGBT in Si convenzionale. Non solo, ma l'inverter a due livelli in SiC vanta anche una notevole riduzione delle perdite del 38% rispetto all'inverter a tre livelli in Si.
