Цзяншан Scotech Електричний Co., ТОВ
Розгортання твердотільних-трансформаторів прискорюється, оскільки Китай досягає прориву в силових пристроях KV-класу SiC
Dec 01, 2025
Залишити повідомлення
Нещодавно в Китаї було оголошено про два головних досягнення в галузі широко{0}}зонних напівпровідників: двонаправлений блокуючий-пристрій живлення з SiC на 15 кВ, розроблений командою доктора Сін Хуанга в Pinejade, і MOSFET на 10 кВ на SiC, спільно випущений Zhanxin Electronics і Університетом Чжецзяна.
Ці досягнення знаменують вихід Китаю на провідний міжнародний рівень технологій SiC кВ-класу та, як очікується, значно прискорять комерціалізацію твердотільних трансформаторів (SST) у розумних мережах, центрах обробки даних ШІ та системах відновлюваної енергії.
Подолання технічного вузького місця високовольтних-SST
Як обладнання наступного-покоління для енергетичних систем майбутнього, SST обіцяють високу ефективність, компактні розміри та гнучке керування енергією. Однак їхня індустріалізація протягом тривалого часу стримувалась через обмеження продуктивності високовольтних силових-пристроїв.
Традиційні кремнієві IGBT не можуть відповідати вимогам SST щодо високої напруги, високої частоти комутації та низьких втрат. SiC, який має в десять разів більшу напруженість поля пробою, ніж кремній, і за своєю суттю нижчі втрати на перемикання та провідність став ідеальним матеріалом для додатків високої-напруги кВ-класу.
Нещодавні прориви в 10–15 кВ SiC-пристроях значно підвищили ефективність SST, спростили архітектуру системи та зменшили вартість-заклавши основу для розгортання SST середньої-напруги.
15 кВ двонаправлений-блокуючий пристрій із SiC спрощує топології середньої{2}}напруги
Розроблено д-ром Xing Huang під час його роботи в FREEDM Systems Center, Університет штату Північна Кароліна,Пристрій SiC на 15 кВнацілена на довгострокові-проблеми в розподільних мережах-середньої напруги.
Комерційні пристрої з SiC нижче 3 кВ вимагають багато{1}}конфігурацій багаторівневого каскадного H-мосту для підключення до мереж 10–35 кВ. Це призводить до:
велика кількість пристроїв,
підвищена складність управління,
зниження надійності системи.
Новий пристрій на 15 кВ-із справжньою здатністю двонаправленого блокування та напругою пробою 15 кВ-може напряму взаємодіяти з мережами середньої-напруги без багато-каскадного підключення, знижуючи рівні каскадування SST більш ніж на 80%.
Нова конструкція двонаправленого терміналу в поєднанні з обширними дослідженнями короткого-замикання, лавинного руйнування та високо-температурного старіння дає змогу повноцінно характеризувати надійність і підтримує складні сценарії, такі як ізоляція пошкоджень постійного струму та системи HVDC.
10 кВ SiC MOSFET: велика площа мікросхеми, потужний струм і готовність до масового-виробництва
На ISPSD 2025 компанія Zhanxin Electronics і Університет Чжецзяна представили SiC MOSFET на 10 кВ, який вирішує дві основні проблеми галузі: виготовлення пластин із великою-площею та-втрати на провідність під високою напругою.
Ключові моменти продуктивності:
розмір чіпа: 10 мм × 10 мм, один із найбільших, про які повідомляється;
струм провідності: ~40 А;
breakdown voltage: >12 кВ;
специфічний-опір (Ron.sp):<120 mΩ·cm², approaching theoretical SiC limits;
виготовлено на 6--дюймовій платформі SiC із можливістю масштабованого масового виробництва.
Пристрій використовує високо{0}}енергетичну іонну імплантацію та вузьку конструкцію JFET, щоб вирішити властивий компроміс-між високою напругою та низьким опором, тоді як оптимізовані термінальні структури підвищують продуктивність для великих-чіпів.
Увімкнення оновлень у розумних мережах, центрах обробки даних штучного інтелекту та відновлюваних джерелах енергії
Очікується, що вдосконалення силових пристроїв класу кВ-SiC прискорить впровадження SST у багатьох секторах:
Розумні мережі
SST із використанням пристроїв SiC середньої-напруги забезпечують ефективне перетворення змінного струму на високу-частоту на постійному струмі, підвищуючи гнучкість мережі та інтеграцію розподіленої енергії.
Центри обробки даних AI
КВ-пристрої класу SiC роблять можливими архітектури прямого живлення середньої-напруги.
Щільна потужність-стійки може досягати 1 МВт.
ПУЕ може опускатися нижче 1,1.
Річна економія енергії для гіпермасштабованих ЦОД може сягати десятків мільйонів кВт/год.
Відновлювані джерела енергії
Завдяки високій-частотній продуктивності:
Фотоелектричні інвертори та перетворювачі вітру можуть зменшити розмір фільтра на 50%.
вартість системи знижується на ~20%;
Надійність підвищується в суворих умовах навколишнього середовища.
Перспектива: вища напруга, нижча вартість і ширше розгортання
Очікується, що пристрої SiC класу кВ -розвиватимуться до:
вищі напруги пробою (15 кВ+), вищі номінальні значення струму та менші втрати через канал-ворт і передові технології пакування;
нижча вартість завдяки 8-дюймовим пластинам SiC і підвищенню продуктивності;
глибша інтеграція з SST для створення інноваційних топологій для інтелектуальних мереж, обчислювальних кластерів ШІ та баз відновлюваної енергії.
Ці прориви демонструють потужну динаміку екосистеми високовольтного SiC у Китаї-і сигналізують про критичне вікно для швидкої індустріалізації SST.
Послати повідомлення