ديود شوتكي SiC عالي التردد – أخبار إلكترونيات الطاقة

صمام ثنائي SiC Schottky عبارة عن جهاز أشباه الموصلات ذو فجوة نطاق واسعة يتمتع بطاقة فجوة نطاق أعلى مقارنةً بثنائيات شوتكي التقليدية القائمة على Si. وهذا يجعل ثنائيات كربيد السيليكون (SiC) مناسبة لتطبيقات الطاقة العالية والتردد العالي مثل محركات المركبات الكهربائية، ومحولات الطاقة الكهروضوئية، وإمدادات الطاقة، وما إلى ذلك. وذلك لأن أجهزة SiC تتمتع بجهد انهيار أعلى، ومقاومة أقل على الحالة، وحرارة أكبر الموصلية بالمقارنة مع نظيراتها المستندة إلى Si.

من المتوقع أن ينمو السوق العالمي لثنائيات SiC Schottky بمعدل نمو سنوي مركب قدره 21.4٪ من عام 2023 إلى عام 2033. ويعود هذا النمو إلى الطلب المتزايد على أجهزة أشباه الموصلات عالية الطاقة والكفاءة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. استثمرت العديد من الشركات بكثافة في تطوير ثنائيات SiC، وبعض اللاعبين الرئيسيين هم Wolfspeed وInfineon وCree وWeEn لأشباه الموصلات.

تتخصص شركة WeEn Semiconductors في تطوير وتصنيع منتجات الطاقة ثنائية القطب، بما في ذلك المقومات التي يتم التحكم فيها بالسيليكون (SCRs)، وثنائيات الطاقة، والترانزستورات عالية الجهد، ومكونات كربيد السيليكون (SiC)، وغيرها من المنتجات الشائعة الاستخدام في صناعات مثل السيارات والاتصالات والإضاءة. ، الإلكترونيات الاستهلاكية، وما إلى ذلك. مع أكثر من 50 عامًا من الخبرة وفريق بحث وتطوير قوي، تلتزم الشركة بتوفير منتجات أشباه موصلات الطاقة عالية الجودة ومبتكرة لعملائها. WNSC6D10650 هو أحد هذه العروض المقدمة من WeEn.

ميزات صمام ثنائي شوتكي WNSC6D10650T SiC

WNSC6D10650T عبارة عن صمام ثنائي شوتكي 650 فولت، 10 أمبير، 60 مللي أوم تم تصنيعه بواسطة WeEn Semiconductors. إنه صمام ثنائي SiC Schottky من الجيل السادس والذي يوفر عددًا من المزايا مقارنة بالأجيال السابقة. وتشمل هذه العوامل ارتفاع جهد الانهيار، وانخفاض المقاومة على الحالة، وتحسين التوصيل الحراري. تستخدم تقنية الجيل السادس في تصنيع الثنائيات مزيجًا من النمو الفوقي وترابط الرقاقة لإنشاء صمام ثنائي ذو أداء فائق. تنتج عملية النمو الفوقي طبقة SiC عالية الجودة خالية من العيوب، بينما تقوم عملية ربط الرقاقة بربط طبقتين من SiC معًا لإنشاء صمام ثنائي أكثر سمكًا مع قدرة حمل أكثر للتيار.

10.02.2023

28.09.2023

26.09.2023

تشمل الميزات والفوائد الأخرى للديود ما يلي:

• انخفاض الجهد الأمامي المنخفض: يتراوح انخفاض الجهد الأمامي للصمام الثنائي عند 10 أمبير ودرجة حرارة الغرفة المحيطة (25 درجة مئوية) بين 1.29 فولت إلى 1.45 فولت بينما يتراوح عند 150 درجة مئوية بين 1.45 فولت إلى 1.65 فولت. انخفاض الجهد الأمامي السفلي يجعل الصمام الثنائي مناسبًا لتطبيقات الطاقة العالية والتردد العالي مثل المحولات الكهروضوئية ومحركات السيارات الكهربائية ومحركات LED وإمدادات الطاقة وما إلى ذلك. الرسم البياني التالي يوضح القيم النموذجية لانخفاض الجهد عند مستويات مختلفة من التيار الأمامي عند مستويات مختلفة درجات حرارة الوصلات.

• تيار تسرب عكسي منخفض: تيار التسرب العكسي (Ir) عند الجهد العكسي 650 فولت ودرجة حرارة الغرفة المحيطة (25 درجة مئوية بين 1μA إلى 50μA بينما عند 150 درجة مئوية بين 15μA إلى 200μA. انخفاض Ir يزيد من كفاءة الصمام الثنائي بقدر أقل يتم فقدان كمية من الطاقة على شكل حرارة عندما لا يقوم الصمام الثنائي بتوصيل التيار في الاتجاه الأمامي، وهذا يجعله مناسبًا مرة أخرى للتطبيقات عالية التردد مثل محولات الطاقة وإمدادات الطاقة، ويوضح الرسم البياني التالي القيم النموذجية لتيار التسرب العكسي عند درجات حرارة تقاطع مختلفة والفولتية العكسية.

• قدرة الاندفاع الأمامي العالية: قدرة الاندفاع الأمامي هي الحد الأقصى لمقدار التيار الذي يمكن أن يتحمله الصمام الثنائي في الاتجاه الأمامي لفترة قصيرة من الزمن دون أن يتضرر. هذه خاصية مهمة يجب أن يتمتع بها الصمام الثنائي للتطبيقات التي تتضمن ارتفاعات في التيار والجهد العابر. يوضح الجدول التالي تيار الارتفاع الأمامي (I_fsm) في ظروف مختلفة.

• انخفاض التداخل الكهرومغناطيسي (EMI): يؤدي التشغيل عالي التردد لمصادر الطاقة إلى ارتفاع وانخفاض الجهد بشكل أسرع وهو السبب الرئيسي للتداخل الكهرومغناطيسي. قد تؤدي زيادة EMI إلى حدوث خلل في مصدر الطاقة مما قد يؤدي إلى حدوث صدمات ومخاطر نشوب حريق. وبالتالي فإن انخفاض EMI لـ WNSC6D10650T يجعله مثاليًا لمصادر إمداد الطاقة.
• انخفاض متطلبات التبريد بسبب انخفاض فقدان الطاقة في شكل حرارة حيث يكون انخفاض الجهد الأمامي وتيار التسرب العكسي منخفضين.
• متوافق مع RoHS: يشير RoHS إلى تقييد المواد الخطرة. إنه توجيه الاتحاد الأوروبي الذي يقيد استخدام بعض المواد الخطرة في المعدات الكهربائية والإلكترونية. بعض المواد الخطرة التي تقيدها قواعد تقييد استخدام المواد الخطرة تشمل الرصاص والكادميوم والزئبق والكروم سداسي التكافؤ وثنائي الفينيل متعدد البروم (PBBs) وإثيرات ثنائي الفينيل متعدد البروم (PBDEs). هذه المواد خطيرة لأنها يمكن أن تسبب مشاكل صحية أو أضرار بيئية.

وبصرف النظر عن الميزات التشغيلية الأفضل في فئتها، فإن الصمام الثنائي WNSC6D10650T متوافق أيضًا مع RoHS مما يجعله خيارًا آمنًا وصديقًا للبيئة للاستخدام في المعدات الإلكترونية.

تطبيقات WNSC6D10650T SiC شوتكي ديود

تجد الثنائيات SiC Schottky مجموعة كبيرة من التطبيقات في الصناعة. يأتي WNSC6D10650T في عبوة بلاستيكية TO220-2L، مصممة لإمدادات الطاقة عالية التردد. يعمل مصدر الطاقة عالي التردد بترددات تحويل عالية مما يجعل مكوناته عرضة لارتفاع الجهد والتيار، لذلك يجب أن تتمتع بقدرات عالية على زيادة التيار. أيضًا، تحتاج مصادر الطاقة المستخدمة في تطبيقات مثل خوادم الاتصالات إلى استخدام الثنائيات التي تحتوي على انخفاض جهد أمامي منخفض وتتسبب في انخفاض EMI، من أجل الحفاظ على كفاءة عالية ودرجات حرارة منخفضة للوصلات. تم العثور على جميع الميزات المذكورة أعلاه في الصمام الثنائي WNSC6D10650T SiC Schottky مما يجعله خيارًا مثاليًا لمثل هذه التطبيقات.

وبصرف النظر عن مصادر الطاقة، يمكن أيضًا استخدام الصمام الثنائي في محركات المحركات عالية التردد. تستخدم هذه الثنائيات لتطبيقات مختلفة داخل محرك السيارات:

• الصمام الثنائي الحر: تُستخدم هذه الثنائيات لمنع EMF الخلفي (القوة الدافعة الكهربائية) للمحرك من إتلاف ترانزستورات الطاقة في محرك المحرك. عندما يتم إيقاف تشغيل المحرك، يمكن أن يتسبب المجال الكهرومغناطيسي الخلفي في تدفق التيار في الاتجاه المعاكس عبر ترانزستورات الطاقة. قد يؤدي ذلك إلى إتلاف ترانزستورات الطاقة إذا لم يتم منعه. تتمتع ثنائيات SiC Schottky بسرعة تبديل سريعة، وتيار تسرب عكسي منخفض، وقدرة عالية على التعامل مع التيار مما يجعلها مثالية للاستخدام كثنائيات حرة الحركة في محركات السيارات.
• صمامات حماية التيار العكسي: تستخدم صمامات حماية التيار العكسي لحماية المحرك من التلف في حالة عكس اتجاه تدفق التيار. يمكن أن يحدث هذا إذا كان المحرك محملاً بشكل زائد أو إذا كان هناك خطأ في محرك المحرك.
• الثنائيات المروحية: تستخدم الثنائيات المروحية لتشغيل وإيقاف التيار إلى المحرك بتردد عالٍ. يتم ذلك للتحكم في سرعة المحرك. تُستخدم ثنائيات SiC Schottky على نطاق واسع كثنائيات مروحية في محركات المحركات بسبب سرعات التبديل العالية.

يمكن أيضًا استخدام الصمام الثنائي WNSC6D10650T في مصححات عامل الطاقة النشطة (APFC). يستخدم APFC تكوين جسر كامل من الثنائيات التبديلية عالية التردد لتعديل الموجة المشوهة من أجل تشكيلها في موجة جيبية. التوافقيات الموجودة في الإشارة المصححة موجودة عند تردد التبديل ويمكن إزالتها بسهولة باستخدام المرشحات.

خاتمة

إن WNSC6D10650T من WeEn Semiconductors عبارة عن صمام ثنائي SiC Schottky عالي التردد من الجيل السادس والذي يحتوي على مجموعة واسعة من التطبيقات عبر الصناعات. انخفاض الجهد الأمامي المنخفض وEMI الأقل يجعله مثاليًا لإمدادات الطاقة في المعدات المختلفة.

وبصرف النظر عن إمدادات الطاقة، تجد هذه الثنائيات أيضًا تطبيقات في محركات المحركات، ومحركات LED، وأنظمة تصحيح PF. يتزايد الطلب على الثنائيات ذات الطاقة العالية والتردد العالي التي تعمل بكفاءة عالية بمرور الوقت، وتقوم شركات مثل WeEn لأشباه الموصلات بالابتكار باستمرار لجلب الثنائيات الأحدث والأكثر كفاءة إلى السوق. كانت المقالة عبارة عن تغطية شاملة لأحد هذه العروض المقدمة من شركة WeEn لأشباه الموصلات.

Saumitra Jagdale هو مؤسس Open Cloudware