Uporaba SiC naprav v okolju z visokimi temperaturami

V vesoljski in avtomobilski opremi elektronika pogosto deluje pri visokih temperaturah, na primer letalski motorji, avtomobilski motorji, vesoljska plovila na misijah blizu sonca in visokotemperaturna oprema v satelitih. Za uporabo običajnih naprav Si ali GaAs, ker ne delujejo pri zelo visokih temperaturah, jih je treba namestiti v okolje z nizko temperaturo. Obstajata dva načina: eden je, da se te naprave postavijo stran od visoke temperature in se nato prek vodnikov in konektorjev povežejo z napravo, ki jo je treba krmiliti; drugi pa je, da se te naprave postavijo v hladilno škatlo in se nato postavijo v okolje z visoko temperaturo. Očitno obe metodi dodajata dodatno opremo, povečujeta kakovost sistema, zmanjšujeta prostor, ki je na voljo sistemu, in zmanjšujeta zanesljivost sistema. Te težave je mogoče odpraviti z neposredno uporabo naprav, ki delujejo pri visokih temperaturah. Naprave SIC je mogoče upravljati neposredno na 3M - cail Y brez hlajenja pri visoki temperaturi.

Elektroniko in senzorje iz SiC je mogoče namestiti v notranjost in na površino vročih letalskih motorjev in še vedno delovati v teh ekstremnih obratovalnih pogojih, kar močno zmanjša skupno maso sistema in izboljša zanesljivost. Porazdeljeni krmilni sistem na osnovi SIC lahko odpravi 90 % vodnikov in konektorjev, ki se uporabljajo v tradicionalnih elektronskih krmilnih sistemih ščita. To je pomembno, ker so težave s vodniki in konektorji med najpogostejšimi težavami, ki se pojavljajo med izpadi v današnjih komercialnih letalih.

Po oceni ameriških zračnih sil bo uporaba napredne elektronike SiC v letalu F-16 zmanjšala maso letala za več sto kilogramov, izboljšala zmogljivost in učinkovitost porabe goriva, povečala zanesljivost delovanja ter znatno zmanjšala stroške vzdrževanja in izpade. Podobno bi lahko elektronika in senzorji SiC izboljšali zmogljivost komercialnih reaktivnih letal, kar bi prineslo dodatne ekonomske dobičke v višini milijonov dolarjev na letalo.

Podobno bo uporaba visokotemperaturnih elektronskih senzorjev in elektronike SiC v avtomobilskih motorjih omogočila boljše spremljanje in nadzor zgorevanja, kar bo posledično privedlo do čistejšega in učinkovitejšega zgorevanja. Poleg tega elektronski krmilni sistem motorja SiC deluje precej nad 125 °C, kar zmanjša število vodnikov in priključkov v motornem prostoru ter izboljša dolgoročno zanesljivost krmilnega sistema vozila.

Današnji komercialni sateliti potrebujejo radiatorje za odvajanje toplote, ki jo ustvarja elektronika vesoljskega plovila, in ščite za zaščito elektronike vesoljskega plovila pred vesoljskim sevanjem. Uporaba elektronike SiC na vesoljskih plovilih lahko zmanjša število vodnikov in konektorjev ter velikost in kakovost ščitov pred sevanjem, saj elektronika SiC ne more delovati le pri visokih temperaturah, temveč ima tudi močno odpornost na amplitudno sevanje. Če se stroški izstrelitve satelita v Zemljino orbito merijo v masi, bi lahko zmanjšanje mase z uporabo elektronike SiC izboljšalo gospodarstvo in konkurenčnost satelitske industrije.

Vesoljska plovila, ki uporabljajo SiC naprave, odporne proti visokotemperaturnemu sevanju, bi se lahko uporabljala za izvajanje zahtevnejših misij okoli sončnega sistema. V prihodnosti, ko bodo ljudje izvajali misije okoli sonca in površine planetov v sončnem sistemu, bodo elektronske naprave SiC z odličnimi lastnostmi odpornosti proti visokim temperaturam in sevanju igrale ključno vlogo pri vesoljskih plovilih, ki delujejo v bližini sonca. Uporaba elektronskih naprav SiC lahko zmanjša zaščito vesoljskih plovil in opreme za odvajanje toplote, zato bi lahko v vsako plovilo namestili več znanstvenih instrumentov.


Čas objave: 23. avg. 2022
Spletni klepet na WhatsAppu!