В аэрокосмическом и автомобильном оборудовании электроника часто работает при высоких температурах, например, в двигателях самолетов, автомобильных двигателях, космических аппаратах, выполняющих миссии вблизи Солнца, и высокотемпературном оборудовании спутников. Используйте обычные устройства Si или GaAs, поскольку они не работают при очень высоких температурах, поэтому эти устройства должны быть помещены в среду с низкой температурой, есть два метода: один — разместить эти устройства вдали от высокой температуры, а затем через провода и разъемы подключить их к устройству, которым нужно управлять; другой — поместить эти устройства в охлаждающий бокс, а затем поместить их в среду с высокой температурой. Очевидно, что оба этих метода добавляют дополнительное оборудование, повышают качество системы, уменьшают пространство, доступное для системы, и делают систему менее надежной. Эти проблемы можно устранить, напрямую используя устройства, работающие при высоких температурах. Устройства SIC могут работать напрямую при 3M — cail Y без охлаждения при высокой температуре.
Электроника и датчики SiC могут быть установлены внутри и на поверхности горячих авиационных двигателей и по-прежнему функционировать в этих экстремальных условиях эксплуатации, что значительно снижает общую массу системы и повышает надежность. Распределенная система управления на основе SIC может исключить 90% проводов и разъемов, используемых в традиционных системах управления электронным щитом. Это важно, поскольку проблемы с проводами и разъемами являются одними из самых распространенных проблем, возникающих во время простоя в современных коммерческих самолетах.
По оценке ВВС США, использование усовершенствованной электроники SiC в F-16 позволит снизить массу самолета на сотни килограммов, улучшить производительность и топливную эффективность, повысить эксплуатационную надежность и значительно сократить расходы на техническое обслуживание и время простоя. Аналогичным образом, электроника и датчики SiC могут улучшить производительность коммерческих реактивных самолетов, при этом сообщалось о дополнительной экономической прибыли в миллионы долларов на самолет.
Аналогично, использование высокотемпературных электронных датчиков и электроники SiC в автомобильных двигателях позволит улучшить контроль и управление сгоранием, что приведет к более чистому и эффективному сгоранию. Более того, электронная система управления двигателем SiC работает значительно выше 125°C, что сокращает количество проводов и разъемов в моторном отсеке и повышает долгосрочную надежность системы управления транспортным средством.
Сегодняшним коммерческим спутникам требуются радиаторы для рассеивания тепла, выделяемого электроникой космического корабля, и экраны для защиты электроники космического корабля от космической радиации. Использование SiC-электроники на космических кораблях может сократить количество проводов и разъемов, а также размер и качество радиационных экранов, поскольку SiC-электроника может не только работать при высоких температурах, но и иметь сильную амплитудно-радиационную устойчивость. Если стоимость запуска спутника на орбиту Земли измерять в массе, то снижение массы с помощью SiC-электроники может улучшить экономику и конкурентоспособность спутниковой отрасли.
Космические аппараты, использующие высокотемпературные радиационно-стойкие устройства SiC, могут использоваться для выполнения более сложных миссий вокруг Солнечной системы. В будущем, когда люди будут выполнять миссии вокруг Солнца и поверхности планет Солнечной системы, электронные устройства SiC с превосходными характеристиками стойкости к высоким температурам и радиации будут играть ключевую роль для космических аппаратов, работающих вблизи Солнца, использование электронных устройств SiC может снизить защиту космических аппаратов и оборудования для рассеивания тепла, поэтому в каждом аппарате можно будет установить больше научных приборов.
Время публикации: 23-авг-2022