Chaidh an treas ginealach de leth-chonnsairean, air an riochdachadh le gallium nitride (GaN) agus silicon carbide (SiC), a leasachadh gu luath air sgàth an cuid fheartan sàr-mhath. Ach, tha feum air uidheamachd tomhais àrd-chruinneas agus modhan proifeasanta gus paramadairean agus feartan nan innealan sin a thomhas gu ceart gus an làn chomas a thoirt gu buil agus an èifeachdas agus an earbsachd a mheudachadh.
Tha an ginealach ùr de stuthan beàrn còmhlan farsaing (WBG) air an riochdachadh le silicon carbide (SiC) agus gallium nitride (GaN) a’ sìor fhàs gan cleachdadh. A thaobh dealain, tha na stuthan seo nas fhaisge air inslitheoirí na silicon agus stuthan leth-chonnsachaidh àbhaisteach eile. Tha na stuthan seo air an dealbhadh gus faighinn thairis air crìochan silicon leis gur e stuth beàrn còmhlan cumhang a th’ ann agus mar sin ag adhbhrachadh droch aodion giùlain dealain, a tha a’ fàs nas follaisiche mar a bhios teòthachd, bholtadh no tricead ag àrdachadh. Is e an crìoch loidsigeach air an aodion seo giùlain neo-riaghlaichte, co-ionann ri fàilligeadh obrachaidh leth-chonnsachaidh.
De na dà stuth beàrn còmhlan farsaing seo, tha GaN freagarrach sa mhòr-chuid airson sgeamaichean cur an gnìomh cumhachd ìosal is meadhanach, timcheall air 1 kV agus fo 100 A. Is e aon raon fàis cudromach airson GaN a chleachdadh ann an solais LED, ach cuideachd a’ fàs ann an cleachdaidhean cumhachd ìosal eile leithid conaltradh chàraichean agus RF. An coimeas ri sin, tha na teicneòlasan a tha timcheall air SiC nas leasaichte na GaN agus tha iad nas freagarraiche airson tagraidhean cumhachd nas àirde leithid inverters tarraing charbadan dealain, tar-chur cumhachd, uidheamachd HVAC mòr, agus siostaman gnìomhachais.
Tha innealan SiC comasach air obrachadh aig bholtaids nas àirde, triceadan suidsidh nas àirde, agus teòthachd nas àirde na MOSFETan Si. Fo na cumhaichean sin, tha coileanadh, èifeachdas, dùmhlachd cumhachd agus earbsachd nas àirde aig SiC. Tha na buannachdan sin a’ cuideachadh luchd-dealbhaidh gus meud, cuideam agus cosgais tionndairean cumhachd a lughdachadh gus an dèanamh nas farpaiseach, gu sònraichte ann an earrannan margaidh prothaideach leithid itealain, armachd agus carbadan dealain.
Tha pàirt chudromach aig MOSFETan SiC ann an leasachadh innealan tionndaidh cumhachd an ath ghinealaich air sgàth 's gu bheil iad comasach air èifeachdas lùtha nas fheàrr a choileanadh ann an dealbhaidhean stèidhichte air co-phàirtean nas lugha. Tha an t-atharrachadh cuideachd ag iarraidh air innleadairean ath-sgrùdadh a dhèanamh air cuid de na dòighean dealbhaidh is deuchainn a thathas a’ cleachdadh gu traidiseanta gus electronics cumhachd a chruthachadh.
Tha an t-iarrtas airson deuchainnean teann a’ sìor fhàs
Gus làn chomas innealan SiC agus GaN a thoirt gu buil, feumar tomhasan mionaideach rè obrachadh suidsichean gus èifeachdas agus earbsachd a bharrachadh. Feumaidh modhan deuchainn airson innealan leth-chonnsachaidh SiC agus GaN beachdachadh air triceadan obrachaidh agus bholtaids nas àirde nan innealan sin.
Tha leasachadh innealan deuchainn is tomhais, leithid gineadairean gnìomh neo-riaghailteach (AFGn), oscilloscopan, ionnstramaidean aonad tomhais stòrais (SMU), agus innealan-anailis paramadair, a’ cuideachadh innleadairean dealbhaidh cumhachd gus toraidhean nas cumhachdaiche a choileanadh nas luaithe. Tha an ùrachadh seo air uidheamachd gan cuideachadh gus dèiligeadh ri dùbhlain làitheil. “Tha lughdachadh call suidsidh fhathast na dhùbhlan mòr dha innleadairean uidheamachd cumhachd," thuirt Jonathan Tucker, ceannard Margaidheachd Solar Cumhachd aig Teck/Gishili. Feumar na dealbhaidhean sin a thomhas gu mionaideach gus dèanamh cinnteach à cunbhalachd. Canar an deuchainn cuisle dùbailte (DPT) ri aon de na prìomh dhòighean tomhais, agus is e seo an dòigh àbhaisteach airson paramadairean suidsidh innealan cumhachd MOSFETan no IGBT a thomhas.
Tha an rèiteachadh airson deuchainn cuisle dùbailte leth-chonnsachaidh SiC a dhèanamh a’ gabhail a-steach: gineadair gnìomh gus griod MOSFET a dhràibheadh; Oscilloscope agus bathar-bog anailis airson VDS agus ID a thomhas. A bharrachd air deuchainn cuisle dùbailte, is e sin, a bharrachd air deuchainn ìre cuairte, tha deuchainn ìre stuthan, deuchainn ìre co-phàirtean agus deuchainn ìre siostaim ann. Tha ùr-ghnàthachaidhean ann an innealan deuchainn air leigeil le innleadairean dealbhaidh aig gach ìre den chearcall-beatha obrachadh a dh’ionnsaigh innealan tionndaidh cumhachd as urrainn coinneachadh ri riatanasan dealbhaidh teann gu cosg-èifeachdach.
Le bhith deiseil airson uidheamachd a dhearbhadh mar fhreagairt do atharrachaidhean riaghlaidh agus feumalachdan teicneòlais ùra airson uidheamachd luchd-cleachdaidh deireannach, bho ghineadh cumhachd gu carbadan dealain, faodaidh companaidhean a tha ag obair air eileagtronaig cumhachd fòcas a chuir air ùr-ghnàthachadh luach-leasaichte agus am bunait a leagail airson fàs san àm ri teachd.
Àm puist: 27 Màrt 2023