Aí vem a Toshiba lança 2200 V Sic MOSFET para agilizar o sistema inversor. O MOSFET de carboneto de silício (SiC) foi projetado para revolucionar inversores e sistemas de armazenamento de energia. Este dispositivo inovador da Toshiba ajudará os fabricantes de inversores a reduzir o tamanho e o peso de seus produtos.
Segundo a empresa, o MOSFET recém-desenvolvido tem o potencial de auxiliar significativamente os fabricantes de inversores, permitindo-lhes reduzir consideravelmente as dimensões e o peso de seus produtos . Operar em frequências mais altas possibilita a redução do tamanho e do peso de outros componentes do sistema, como dissipadores de calor e filtros.
O transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFET) recém-desenvolvido utiliza carbeto de silício (SiC). Ele foi projetado para uso em inversores solares e sistemas de armazenamento de energia em baterias. Inclui um diodo Schottky (SBD) de 2,200 V e é projetado para uso em sistemas de tensão de 1,500 V (CC) com inversores de dois níveis. Segundo a empresa, os dispositivos de dois níveis possuem menos módulos de comutação em comparação com os inversores de três níveis. Isso permite a criação de sistemas menores e mais leves.
Segundo relatos, os módulos de SiC são conhecidos por sua capacidade de operar com perdas mínimas de condução e baixa tensão de dreno-fonte . As perdas de comutação de ativação e desativação, de 14 mJ e 11 mJ, respectivamente, também são baixas. Eles supostamente possuem baixa indutância parasita, baixa resistência térmica e um termistor integrado.
A vantagem dos inversores de três níveis reside na sua capacidade de minimizar as perdas de comutação . Isso é conseguido aplicando-se aos dispositivos de comutação uma tensão que corresponde à metade da tensão da rede elétrica quando estes estão desligados.
Em contraste, os inversores de dois níveis oferecem um sistema simplificado, compacto e leve, por possuírem menos módulos de comutação do que os inversores de três níveis. Eles necessitam de semicondutores com maior tensão de ruptura, visto que a tensão aplicada é a mesma da rede elétrica. A demanda por semicondutores com baixa perda e alta tensão de ruptura está aumentando. Isso se deve à introdução de sistemas com tensão de linha de 1500 V CC em energias fotovoltaicas e outros mercados de energias renováveis.
Os fabricantes otimizaram a concentração de impurezas e a espessura da camada de deriva para garantir:
- A resistência de ativação e a tensão de ruptura mantêm a mesma relação dos nossos produtos atuais.
- Além disso, ele é projetado especificamente para oferecer alta resistência aos raios cósmicos, um requisito crucial para sistemas fotovoltaicos.
- Foi confirmado que a inclusão de SBDs com junções PN parasitas fixadas entre as regiões da base p e a camada de deriva n garante confiabilidade superior durante a condução reversa.
A perda de energia no módulo totalmente em SiC desenvolvido é muito menor do que no módulo de Si (composto por IGBTs de Si e diodos de recuperação rápida de Si) com a mesma tensão nominal de 2000 V. A dissipação de potência estimada do inversor revela que o novo módulo de SiC permite operação com o dobro da frequência em comparação com um IGBT de Si convencional. Além disso, o inversor de SiC de dois níveis apresenta uma notável redução de 38% nas perdas em comparação com o inversor de Si de três níveis.
Fonte : MOSFETs de SiC de 2200 V recém-desenvolvidos pela Toshiba
