Mae trydydd genhedlaeth lled-ddargludyddion, a gynrychiolir gan nitrid galiwm (GaN) a charbid silicon (SiC), wedi'u datblygu'n gyflym oherwydd eu priodweddau rhagorol. Fodd bynnag, mae sut i fesur paramedrau a nodweddion y dyfeisiau hyn yn gywir er mwyn manteisio ar eu potensial a gwneud y gorau o'u heffeithlonrwydd a'u dibynadwyedd yn gofyn am offer mesur manwl iawn a dulliau proffesiynol.
Mae'r genhedlaeth newydd o ddeunyddiau bwlch band eang (WBG) a gynrychiolir gan silicon carbide (SiC) a gallium nitrid (GaN) yn cael eu defnyddio fwyfwy. Yn drydanol, mae'r sylweddau hyn yn agosach at inswleidyddion na silicon a deunyddiau lled-ddargludyddion nodweddiadol eraill. Mae'r sylweddau hyn wedi'u cynllunio i oresgyn cyfyngiadau silicon oherwydd ei fod yn ddeunydd bwlch band cul ac felly'n achosi gollyngiad gwael o ddargludedd trydanol, sy'n dod yn fwy amlwg wrth i dymheredd, foltedd neu amledd gynyddu. Y terfyn rhesymegol i'r gollyngiad hwn yw dargludedd heb ei reoli, sy'n cyfateb i fethiant gweithredu lled-ddargludydd.
O'r ddau ddeunydd bwlch band eang hyn, mae GaN yn addas yn bennaf ar gyfer cynlluniau gweithredu pŵer isel a chanolig, tua 1 kV ac islaw 100 A. Un maes twf sylweddol ar gyfer GaN yw ei ddefnydd mewn goleuadau LED, ond hefyd yn tyfu mewn defnyddiau pŵer isel eraill fel cyfathrebu modurol ac RF. Mewn cyferbyniad, mae'r technolegau sy'n amgylchynu SiC wedi'u datblygu'n well na GaN ac maent yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau pŵer uwch fel gwrthdroyddion tyniant cerbydau trydan, trosglwyddo pŵer, offer HVAC mawr, a systemau diwydiannol.
Mae dyfeisiau SiC yn gallu gweithredu ar folteddau uwch, amleddau switsio uwch, a thymheredd uwch na MOSFETau Si. O dan yr amodau hyn, mae gan SiC berfformiad, effeithlonrwydd, dwysedd pŵer a dibynadwyedd uwch. Mae'r manteision hyn yn helpu dylunwyr i leihau maint, pwysau a chost trawsnewidyddion pŵer i'w gwneud yn fwy cystadleuol, yn enwedig mewn segmentau marchnad proffidiol fel awyrennau, milwrol a cherbydau trydan.
Mae MOSFETau SiC yn chwarae rhan hanfodol yn natblygiad dyfeisiau trosi pŵer y genhedlaeth nesaf oherwydd eu gallu i gyflawni effeithlonrwydd ynni mwy mewn dyluniadau sy'n seiliedig ar gydrannau llai. Mae'r newid hefyd yn ei gwneud yn ofynnol i beirianwyr ailystyried rhai o'r technegau dylunio a phrofi a ddefnyddir yn draddodiadol i greu electroneg pŵer.
Mae'r galw am brofion trylwyr yn tyfu
Er mwyn gwireddu potensial llawn dyfeisiau SiC a GaN, mae angen mesuriadau manwl gywir yn ystod gweithrediad switsio i wneud y gorau o effeithlonrwydd a dibynadwyedd. Rhaid i weithdrefnau profi ar gyfer dyfeisiau lled-ddargludyddion SiC a GaN ystyried amleddau a folteddau gweithredu uwch y dyfeisiau hyn.
Mae datblygu offer profi a mesur, fel generaduron ffwythiant mympwyol (AFGs), osgilosgopau, offerynnau uned mesur ffynhonnell (SMU), a dadansoddwyr paramedr, yn helpu peirianwyr dylunio pŵer i gyflawni canlyniadau mwy pwerus yn gyflymach. Mae'r uwchraddio offer hwn yn eu helpu i ymdopi â heriau dyddiol. "Mae lleihau colledion newid yn parhau i fod yn her fawr i beirianwyr offer pŵer," meddai Jonathan Tucker, pennaeth Marchnata Cyflenwad Pŵer yn Teck/Gishili. Rhaid mesur y dyluniadau hyn yn drylwyr i sicrhau cysondeb. Gelwir un o'r technegau mesur allweddol yn brawf pwls dwbl (DPT), sef y dull safonol ar gyfer mesur paramedrau newid dyfeisiau pŵer MOSFETs neu IGBT.
Mae'r gosodiad i gynnal prawf pwls dwbl lled-ddargludyddion SiC yn cynnwys: generadur swyddogaeth i yrru grid MOSFET; Osgilosgop a meddalwedd dadansoddi ar gyfer mesur VDS ac ID. Yn ogystal â phrofion pwls dwbl, hynny yw, yn ogystal â phrofion lefel cylched, mae profion lefel deunydd, profion lefel cydrannau a phrofion lefel system. Mae arloesiadau mewn offer profi wedi galluogi peirianwyr dylunio ym mhob cam o'r cylch bywyd i weithio tuag at ddyfeisiau trosi pŵer a all fodloni gofynion dylunio llym yn gost-effeithiol.
Mae bod yn barod i ardystio offer mewn ymateb i newidiadau rheoleiddiol ac anghenion technolegol newydd ar gyfer offer defnyddwyr terfynol, o gynhyrchu pŵer i gerbydau trydan, yn caniatáu i gwmnïau sy'n gweithio ar electroneg pŵer ganolbwyntio ar arloesedd gwerth ychwanegol a gosod y sylfaen ar gyfer twf yn y dyfodol.
Amser postio: Mawrth-27-2023