Gjenerata e tretë e gjysmëpërçuesve, e përfaqësuar nga nitridi i galiumit (GaN) dhe karbidi i silicit (SiC), janë zhvilluar me shpejtësi për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera. Megjithatë, mënyra për të matur me saktësi parametrat dhe karakteristikat e këtyre pajisjeve në mënyrë që të shfrytëzohet potenciali i tyre dhe të optimizohet efikasiteti dhe besueshmëria e tyre kërkon pajisje matëse me saktësi të lartë dhe metoda profesionale.
Gjenerata e re e materialeve me boshllëk të gjerë brezash (WBG) të përfaqësuara nga karbidi i silicit (SiC) dhe nitridi i galiumit (GaN) po përdoren gjithnjë e më gjerësisht. Elektrikisht, këto substanca janë më afër izolatorëve sesa silici dhe materialet e tjera tipike gjysmëpërçuese. Këto substanca janë projektuar për të kapërcyer kufizimet e silicit sepse është një material me boshllëk të ngushtë brezash dhe për këtë arsye shkakton rrjedhje të dobët të përçueshmërisë elektrike, e cila bëhet më e theksuar me rritjen e temperaturës, tensionit ose frekuencës. Kufiri logjik i kësaj rrjedhjeje është përçueshmëria e pakontrolluar, ekuivalente me një dështim funksionimi të gjysmëpërçuesit.
Nga këto dy materiale me boshllëk të gjerë brezash, GaN është kryesisht i përshtatshëm për skemat e zbatimit të fuqisë së ulët dhe të mesme, rreth 1 kV dhe nën 100 A. Një fushë e rëndësishme rritjeje për GaN është përdorimi i tij në ndriçimin LED, por edhe rritja në përdorime të tjera me fuqi të ulët, siç janë komunikimet automobilistike dhe RF. Në të kundërt, teknologjitë që rrethojnë SiC janë më të zhvilluara se GaN dhe janë më të përshtatshme për aplikime me fuqi më të lartë, siç janë invertorët e tërheqjes së automjeteve elektrike, transmetimi i energjisë, pajisjet e mëdha HVAC dhe sistemet industriale.
Pajisjet SiC janë të afta të funksionojnë në tensione më të larta, frekuenca më të larta ndërrimi dhe temperatura më të larta sesa MOSFET-et Si. Në këto kushte, SiC ka performancë, efikasitet, dendësi të fuqisë dhe besueshmëri më të lartë. Këto avantazhe po i ndihmojnë projektuesit të zvogëlojnë madhësinë, peshën dhe koston e konvertuesve të fuqisë për t'i bërë ata më konkurrues, veçanërisht në segmentet fitimprurëse të tregut siç janë aviacioni, ushtria dhe automjetet elektrike.
MOSFET-et SiC luajnë një rol vendimtar në zhvillimin e pajisjeve të konvertimit të energjisë të gjeneratës së ardhshme për shkak të aftësisë së tyre për të arritur efikasitet më të madh energjetik në dizajne të bazuara në komponentë më të vegjël. Ky ndryshim gjithashtu kërkon që inxhinierët të rishikojnë disa nga teknikat e projektimit dhe testimit të përdorura tradicionalisht për të krijuar elektronikë të energjisë.
Kërkesa për testime rigoroze po rritet
Për të realizuar plotësisht potencialin e pajisjeve SiC dhe GaN, kërkohen matje të sakta gjatë funksionimit të ndërrimit për të optimizuar efikasitetin dhe besueshmërinë. Procedurat e testimit për pajisjet gjysmëpërçuese SiC dhe GaN duhet të marrin në konsideratë frekuencat dhe tensionet më të larta të funksionimit të këtyre pajisjeve.
Zhvillimi i mjeteve të testimit dhe matjes, siç janë gjeneratorët e funksioneve arbitrare (AFG), osciloskopët, instrumentet e njësisë matëse të burimit (SMU) dhe analizuesit e parametrave, po i ndihmon inxhinierët e projektimit të energjisë të arrijnë rezultate më të fuqishme më shpejt. Ky përmirësim i pajisjeve po i ndihmon ata të përballen me sfidat e përditshme. "Minimizimi i humbjeve të ndërrimit mbetet një sfidë e madhe për inxhinierët e pajisjeve të energjisë", tha Jonathan Tucker, kreu i Marketingut të Furnizimit me Energji në Teck/Gishili. Këto projektime duhet të maten me rigorozitet për të siguruar qëndrueshmëri. Një nga teknikat kryesore të matjes quhet testi i pulsit të dyfishtë (DPT), i cili është metoda standarde për matjen e parametrave të ndërrimit të MOSFET-ve ose pajisjeve të energjisë IGBT.
Konfigurimi për të kryer testin e pulsit të dyfishtë të gjysmëpërçuesit SiC përfshin: gjeneratorin e funksionit për të drejtuar rrjetin MOSFET; osciloskopin dhe softuerin e analizës për matjen e VDS dhe ID. Përveç testimit me puls të dyfishtë, domethënë, përveç testimit në nivel qarku, ekzistojnë testime në nivel materiali, testime në nivel komponentësh dhe testime në nivel sistemi. Inovacionet në mjetet e testimit u kanë mundësuar inxhinierëve të projektimit në të gjitha fazat e ciklit jetësor të punojnë drejt pajisjeve të konvertimit të energjisë që mund të përmbushin kërkesat e rrepta të projektimit me kosto efektive.
Të qenit i përgatitur për të certifikuar pajisjet në përgjigje të ndryshimeve rregullatore dhe nevojave të reja teknologjike për pajisjet e përdoruesit fundor, nga prodhimi i energjisë deri te automjetet elektrike, u lejon kompanive që punojnë në elektronikën e energjisë të përqendrohen në inovacionin me vlerë të shtuar dhe të hedhin themelet për rritje në të ardhmen.
Koha e postimit: 27 Mars 2023