في السنوات الأخيرة، تم تطوير وحدات الطاقة ذات التأثير الميداني “لأشباه الموصلات” المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC-mosfet).
تقدير الأداء الكهربائي لوحدة طاقة SiC MOSFET
ظهرت الحاجة الى وحدات (SiC MOSFET) بسبب الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية الهجينة أو المركبات الكهربائية بشكل عام، بالإضافة إلى الحلول المدمجة لمحولات الطاقة الشمسية والمحركات الصناعية وإمدادات الطاقة عالية التردد الكهربائي، بحيث يحتوي (SiC mosfet s) على فقد طاقة أقل مقارنةً بالترانزستورات ثنائية القطب المعزولة بالبوابة (IGBTs) ومن ثم؛ فإنها توفر إمكانية زيادة كفاءة المحول.
نتيجة لذلك؛ يمكن تقليل قدرة وتكلفة نظام التبريد، بحيث تتيح خسائر التحويل المحسّنة التشغيل بترددات تحويل عالية جداً، كما يسمح هذا بتقليل الحجم المادي للمكونات المغناطيسية المستخدمة في مرشح الإدخال أو الإخراج، والذي بدوره يقلل الحجم ويزيد من كثافة طاقة المحول الكهربائي.
كذلك يمكن أن يوفر الصمام الثنائي الداخلي للجسم وظيفة الصمام الثنائي الموازي مما يجعل من الممكن تقليل جزء التجميع، مما يقلل التكاليف ويخفف مخاوف الموثوقية الضمنية من الوصلات الإضافية مثل روابط الأسلاك وإرفاق القالب، ومن أجل الاستفادة الكاملة من الفوائد المحتملة التي توفرها أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة؛ فإنه يجب أن تكون تقنيات التكامل وعملية التبديل وموثوقية التغليف متوافقة مع تطوير الجهاز.
وتماشياً مع سرعة التحويل السريع؛ فإنه يمكن أن يتسبب الحث الشارد الناجم عن أسلاك الرابطة أو دبابيس التوصيل في حدوث تجاوز في الحد الأقصى وتذبذب طفيلي عالي التردد على جهد مصدر التصريف أو جهد مصدر البوابة، بحيث تم اقتراح حلول مختلفة في محاولة لتقليل تحويل الحث الطفيلي في ممر التبديل الحالي.
كما يتضمن ذلك إعادة ترتيب تخطيط الأثر النحاسي للركيزة ونمط الأسلاك وتحسين تصميم العبوة باستخدام محاثة منخفضة للوصلة بالتيار المستمر أو استبدال أسلاك الربط وقضبان التوصيل، أما الحل الآخر هو دمج مكثفات التيار المستمر داخل وحدة الطاقة، بحيث يوفر هذا التكوين محاثة حلقة منخفضة لحلقة التبديل الحالية وبالتالي يقلل من المحاثة الطفيلية على جانب التيار المستمر.
