碳化矽只需最少的重新設計即可實現更有效率的熱泵和空調
如今,暖氣和冷氣系統消耗了全球總能源的 50% 以上。日益嚴格的能源效率標準,包括美國SEER評級; 歐洲、中東和非洲的ESEER和SCOP水準; 中國的 GB21455 標準均旨在減少暖氣和冷氣對電網和地球暖化的影響。
從傳統矽元件切換到 Wolfspeed 碳化矽元件可以提高加熱或冷卻系統的效率,同時減少整體設備尺寸和擁有成本。 碳化矽可提高 SCOP 水準、卓越的熱性能和更低的噪音(>20 kHz 頻率)。
減小尺寸,同時提高高溫的效率
六開關 Wolfspeed WolfPACK™ 功率模組可實現卓越的效能和系統效率。 與 25 kW 逆變器系統中的領先 IGBT 解決方案相比,WolfPACK™ 的效率提高了 1.1%,散熱器縮小了 77%(0.31 L vs 1.37 L)。
相反,WolfPACK 可以使用更小的散熱器在更高的負載下運行,從而使設計人員能夠設計更小、更輕的嵌入式驅動系統,並且需要縮小多達 77% 的散熱器。 即使在相同散熱器的情況下,開關頻率高達 16 kHz,碳化矽仍保持熱穩定性,且性能優於矽 IGBT。 此外,由於開關頻率較高,與矽 IGBT 系統相比,碳化矽可以降低噪音,而不會影響效率。
即使散熱器小了 77%,SiC MOSFET 仍然比所有 Si IGBT 更低溫
25 kW 變頻器,Fsw = 8 kHz,減少 77% SiC MOSFET 散熱器:0.31L (1.6°C/W) 對比 1.37 L (0.73°C/W)
上圖表明,在具有 0.8 L 散熱器的 25 kW 逆變器中,碳化矽六開關 WolfPACK™ 模組與 IGBT 模組相比,效率有所提高。 隨著功率等級的增加,50 A 和 100 A 額定矽 IGBT 的接面溫度增加,導致它們失效,而 Wolfspeed 32 A 碳化矽 MOSFET 保持穩定並遠低於失效閾值。
即使在更高的開關頻率下,SiC 也能實現卓越的性能
25 kW 逆變器,Fsw = 16 kHz,較大的 Si IGBT 散熱器:1.37 L (0.7°C/W),較小的 SiC 散熱器 0.8 L (0.99°C/W)
在 16kHz 開關頻率下,儘管使用的散熱器尺寸比 32 A Wolfspeed 碳化矽 MOSFET 大 41%,但 我們發現 100 A 和 50 A 額定矽 IGBT 分別在超過 10 kW 和 15 kW 時出現熱故障。
650 V 碳化矽 MOSFET 提供功率和效率,幾乎不需要重新設計
Wolfspeed 的 650 V 碳化矽 MOSFET 和二極體,在較小的 11 kW 熱泵和空調系統中比傳統矽 IGBT 更具有顯著優勢。 只需添加 C6D16065D 肖特基二極體即可升級 11kW 系統,從而使整體系統效率提高 0.5%。 當重新設計 PFC 並使用碳化矽升級逆變器時,無橋式 TP-PFC 的效率提高至 2.4%。
與高速軟開關 IGBT 相比,Wolfspeed 650 V MOSFET 的傳導損耗顯著降低,幾乎沒有開關損耗。
使用 SpeedFitTM 模擬碳化矽效率
使用 SpeedFit 設計模擬器進行模擬時,最大限度地提高熱泵和空調效率,這是為您的設計選擇正確設備的第一步。 我們的線上模擬工具提供了一個易於使用的介面,用於評估 Wolfspeed 的碳化矽 MOSFET、二極體和功率模組(多種功率拓撲)。 立即開始模擬,在您的熱泵和空調中利用 Wolfspeed 碳化矽的強大功能。
用於熱泵和空調的 Wolfspeed 碳化矽組件
Wolfspeed 的產品代表了多年經驗和專業知識的巔峰,品質與創新相結合,有助於推動您的設計。
分立式碳化矽 MOSFET
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分立式碳化矽 MOSFET
Product SKU | Buy Online | Request Sample | Data Sheet | CAD Model | Blocking Voltage | RDS(ON) at 25°C | Generation | Current Rating | Gate Charge Total | Output Capacitance | Total Power Dissipation (PTOT) | Maximum Junction Temperature | Package | Qualification |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1200 V | 75 mΩ | Gen 3 | 32 A | 51 nC | 58 pF | 113.6 W | 150 °C | TO-247-4 | Industrial | |||||
1200 V | 75 mΩ | Gen 3 | 30 A | 51 nC | 58 pF | 113.6 W | 150 °C | TO-263-7 | Industrial | |||||
1200 V | 40 mΩ | Gen 3 | 64 A | 61 nC | 94 pF | 272 W | 150 °C | TO-263-7 | Industrial | |||||
650 V | 15 mΩ | Gen 3 | 120 A | 188 nC | 289 pF | 416 W | 175 °C | TO-247-4 | Industrial | |||||
650 V | 45 mΩ | Gen 3 | 47 A | 61 nC | 101 pF | 147 W | 175 °C | TO-263-7 | Industrial | |||||
650 V | 60 mΩ | Gen 3 | 36 A | 46 nC | 80 pF | 136 W | 175 °C | TO-263-7 | Industrial | |||||
1200 V | 32 mΩ | Gen 3 | 68 A | 111 nC | 133 pF | 277 W | 150 °C | TO-263-7 | Industrial |
分立式碳化矽肖特基二極體
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分立式碳化矽肖特基二極體
Product SKU | Buy Online | Request Sample | Data Sheet | CAD Model | Blocking Voltage | Current Rating | Generation | Forward Voltage(VF(type)) | Maximum Continuous Current (IF) | Total Capacitive Charge (QC (typ)) | Total Power Dissipation (PTOT) | Package | Qualification |
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1200 V | 10 A | Gen 4 | 1.5 V | 10 A | 52 nC per leg | 170 W | TO-252-2 | Industrial | |||||
650 V | 16 A | Gen 3 | 1.5 V | 16 A | 44 nC | 150 W | TO-220-2 | Industrial | |||||
650 V | 16 A | Gen 6 | 1.27 V | 16 A | 29 nC | 100 W | TO-247-3 | Industrial |
碳化矽功率模組
碳化矽功率模組
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碳化矽功率模組
Product SKU | Buy Online | Request Sample | Data Sheet | CAD Model | Package | Configuration | Blocking Voltage | Current Rating | RDS(ON) at 25°C | Generation | Maximum Junction Temperature | Module Size | Qualification | View Product |
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FM3 | Six-pack (three-phase) | 1200 V | 30 A | 32 mΩ | Gen 3 MOS | 150 °C | 62.8 mm x 33.8 mm | Industrial |
參考設計
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參考設計
Product SKU | Name | Buy Online | Type | Topology | Power | Discrete/Module | Package | Device SKU(s) | Designed By | View Product |
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CRD-22AD12N | 22 kW Bi-Directional Active Front End (AFE) | AC to DC | Three-Phase, 2-Level | 22kW | Discrete | TO-247-4 | Wolfspeed | |||
CRD25DA12N-FMC | 25 kW FM3 Three-Phase Inverter | DC to AC | Three-Phase, 2-Level | 25kW | Module | FM3 | Wolfspeed |