1. Elevata densità di potenza, riduzione del volume del modulo di potenza
perché i dispositivi in carburo di silicio hanno una densità di corrente maggiore rispetto ai dispositivi in silicio. A parità di potenza, il volume dei moduli di potenza in carburo di silicio è significativamente inferiore a quello dei moduli IGBT in silicio. I tecnici hanno espresso pubblicamente le loro aspettative per SiC in una lezione e ha sottolineato che uno dei vantaggi dei dispositivi di potenza in carburo di silicio è la miniaturizzazione dei moduli di potenza. Prendendo come esempio IPM, si stima che il volume dei moduli di potenza in carburo di silicio possa essere ridotto a 2/3-1/3 dei moduli di potenza in silicio.
2. Bassa perdita di potenza, migliora l’efficienza del sistema o la frequenza di lavoro
Migliorare l’efficienza energetica è un grattacapo per molti produttori. I dispositivi in carburo di silicio hanno le caratteristiche di migliorare notevolmente l’efficienza energetica delle apparecchiature. I moduli di potenza SiC riducono le perdite di commutazione fino all’85% rispetto ai moduli di potenza che utilizzano IGBT basati su silicio.
Inoltre, è possibile realizzare una commutazione ad alta velocità di oltre 100 kHz e la frequenza di commutazione può essere più di 10 volte superiore a quella dei moduli IGBT basati su silicio. L’aumento della frequenza di commutazione riduce significativamente le dimensioni e il costo dei componenti periferici come induttori e condensatori.
3. Buona stabilità alle alte temperature, riduce significativamente il volume e il costo del radiatore
Poiché la perdita di energia dei dispositivi in polvere di carburo di silicio è solo la metà di quella dei dispositivi in silicio, la generazione di calore è solo la metà di quella dei dispositivi in silicio; inoltre, i dispositivi in carburo di silicio hanno anche un’eccellente stabilità alle alte temperature, quindi anche il trattamento di dissipazione del calore è più facile da eseguire, non solo il dissipatore di calore può essere notevolmente ridotto, ma anche l’integrazione dell’inverter e del motore.
Attualmente, i veicoli elettrici contengono generalmente due set di sistemi di raffreddamento ad acqua, uno è un sistema di raffreddamento del motore e l’altro è un sistema di raffreddamento per dispositivi elettronici come gli inverter. Integrando l’inverter e il motore utilizzando dispositivi in carburo di silicio, la distanza di cablaggio tra l’inverter e il motore può essere accorciata e il sistema di raffreddamento ad acqua che era precedentemente richiesto per l’inverter e il motore può essere integrato, riducendo notevolmente il peso e il volume.
Per queste ragioni, i dispositivi SiC sono anche considerati “componenti chiave nell’era della protezione ambientale pesante”. I semiconduttori di potenza SiC sono diventati sinonimo di risparmio energetico, alta efficienza e protezione ambientale. Per questo motivo, l’industria automobilistica ha un’aspettativa molto urgente di SiC, e l’auto ha affermato che “SiC ha la stessa importanza dei motori a benzina”.
