Primeros pasos con el SiC
Para pasar del silicio al SiC, los diseñadores de sistemas de potencia prefieren primero conocer bien la tecnología para cumplir con la calificación SEER.
Al trabajar con dispositivos capaces de conmutar a altas frecuencias, con características de recuperación reducidas y estables en un amplio rango de temperaturas, es imprescindible usarlos en una aplicación controlada para entender exactamente cómo funcionan.
Como ayuda para esto, Wolfspeed ofrece la placa de evaluación Buck/Boost (reductor/elevador)[6][footnoteRef:7] (KIT-CRD-3DD065P) con dos MOSFET C3M (C3M0060065K) en encapsulados TO-247-4 y una bobina de 300 µH (imagen 4). La placa se puede usar en modo elevador o reductor, con tensiones de salida y entrada de hasta 450 VCC y potencia de hasta 2,5 kW.
Es una opción ideal para medir la sincronización, la corriente excesiva y las pérdidas por conmutación a un nivel de hasta 100 kHz o incluso mayor con otra bobina. El kit viene acompañado de archivos de diseño, como esquemas y listas de materiales, y un vídeo de inicio rápido para ayudar a los diseñadores.
La topología de un convertidor CA/CC de medio puente (CRD-02AD065N) se puede evaluar de un modo similar. Se ha diseñado para una entrada de 180-264 VCA y aporta una salida de 385 VCC a un máximo de 2,2 kW. Se trata de un diseño de alta eficiencia y certificación 80 PLUS Titanio, y dispone de los mismos MOSFET C3M0060065K de SiC con conexión Kelvin para compensar los efectos parásitos del encapsulado. Cuando funciona a 65 kHz, el conversor ofrece un factor de potencia superior a 98 y una eficiencia máxima del 98,5 %.
Imagen 4: con la placa de evaluación Buck/Boost (KIT-CRD-3DD065P), los diseñadores pueden probar los MOSFET de SiC en distintas condiciones.
SiC: la forma más fácil de mejorar la eficiencia de la climatización
En Wolfspeed, inventaron el MOSFET de SiC y llevan más de 30 años desarrollando la tecnología. Durante ese tiempo, el SiC se ha utilizado en aplicaciones reales durante más de siete billones de horas de funcionamiento.
La empresa ha apostado de forma clara por la tecnología WBG y, con su inversión en instalaciones de fabricación, en 2024 tendrán una capacidad 30 veces superior a la actual. Así que, aunque el precio de la energía siga subiendo y los fabricantes de equipos de climatización estén acudiendo al SiC para aumentar la eficiencia a largo plazo y dejar atrás los MOSFET e IGBT de silicio, los diseñadores y los equipos de adquisición pueden estar tranquilos.
Esto tiene mucha importancia, ya que existe inquietud en el mercado por el constante aumento en el coste de la energía y por la disponibilidad de semiconductores. Tanto el consumidor como los compradores comerciales priorizan los costes de explotación, y se guían por las etiquetas de eficiencia a la hora de buscar unidades de calefacción/refrigeración, tanto nuevas como de repuesto.
El cambio al SiC puede añadir medio nivel de calificación SEER en un sistema y, si se rediseña por completo para aprovechar al máximo las ventajas del SiC, la mejora puede ser aún mayor. Actualmente, hay una amplia gama de plataformas de evaluación disponibles, así que los diseñadores de sistemas de potencia ya no tienen excusas: pueden empezar a usar el SiC para disfrutar de sus ventajas antes de que lo haga la competencia.
Artículo escrito por Mark Patrick, director de marketing técnico para EMEA en Mouser Electronics.
[1] https://www.cleanenergywire.org/factsheets/energy-crunch-what-causes-rise-energy-prices
[2] https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/heating-and-cooling_en
[4] https://www.mouser.com/new/wolfspeed/wolfspeed-650V-sic-diodes/
[5] https://www.mouser.com/new/wolfspeed/wolfspeed-650v-sic-mosfets/
[6] https://www.mouser.com/ProductDetail/Wolfspeed/KIT-CRD-3DD065P?qs=GedFDFLaBXHKxgQlRF9Rug%3D%3D
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