In het kader van de ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie naar hoge spanning en hoge frequentie,Siliconcarbide (SiC) -technologie voor de integratie van krachtimodules wordt de belangrijkste innovatierichting van krachtelelektronica-systemenDoor synergetische doorbraken in de materiële eigenschappen en de verpakkingsprocessen verandert deze technologie de prestatiegrenzen van energieomzetapparatuur.In dit artikel wordt de innovatieve waarde van de integratie van siliciumcarbide-vermogensmodules geanalyseerd vanuit drie dimensies van technische voordelen, toepassingspraktijk en industriële ontwikkeling.

1De efficiëntie van het systeem en de krachtdichtheid worden aanzienlijk verbeterd.
Verbeterde high-frequency operationele mogelijkheden
Het geïntegreerde ontwerp ondersteunt hoogfrequente schakelaars boven de 100 kHz door de parasitaire inductance te verminderen (die kan worden geoptimaliseerd tot onder de 5nH).het schakelverlies van de siliciumcarbide-vermogensmodule wordt met meer dan 70% verminderd, zodat de omzettingsefficiëntie van de fotovoltaïsche omvormer meer dan 99% bedraagt.

Volume- en gewichtsoptimalisatie
De geïntegreerde module maakt gebruik van dubbelzijdige warmteafvoer (zoals IPM-pakket) en driedimensionale stapeltechnologie,die de krachtdichtheid verhoogt tot 50 W/cm3 en het volume met 40% vermindert in vergelijking met traditionele oplossingenZo wordt de TOLL-pakketgrootte met 30% verminderd, wat vooral geschikt is voor micro-omvormers en ingebouwde laadsystemen9.

2Betrouwbaarheid en levensduurverlenging
Doorbraak in het thermisch beheer
De geïntegreerde module introduceert AMB (active metal brazing) en zilveren sinterprocessen, waardoor de thermische weerstand met 30% wordt verminderd en het werktemperatuurtolerantiebereik wordt verlengd tot -55 °C ~ 175 °C.Bijvoorbeeld:, de siliconcarbide bootbeugel kan de temperatuur van 1600 °C bij de productie van fotovoltaïsche cellen weerstaan en de levensduur wordt verlengd tot meer dan 1 jaar98.

Verbeterde vermogen tegen interferentie
Ingebouwde aandrijflijn en elektromagnetische afschermingslaag, effectief remmen van 100kV/μs dv/dt spanningsmutatie, elektromagnetische interferentie (EMI) verminderd met 20dB,voldoen aan de eisen van de norm ISO 7637 46 voor automobielelektronica.

3Coördinatie van de industriële keten en kostenoptimalisatie
Effect op schaalkostenreductie
De geïntegreerde module verbetert het materiaalverbruik met 25% door middel van co-ontwerp van chip-pakket.De prijs van volledig geïntegreerde modules zal naar verwachting bijna 10,8 keer dat van siliciumgebaseerde IGBT's in 2026.

Vergemakkelijken van installatie en onderhoud
Het geïntegreerde ontwerp vermindert de laspunten met 50% en de lengte van de bedrading met 30% en de assemblage van de apparatuur met 60%.de storingsgraad van de hoofd aandrijfinverter van nieuwe energievoertuigen is verlaagd van 00,3% tot 0,05%58.

4Uitbreiding van het toepassingsscenario
Aanpasbaarheid van hoogspanningsplatform
De geïntegreerde 1700V-spanningsmodule is gekoppeld aan het 1500V-fotovoltaïsche systeem, dat 480 kW overladingsvermogen ondersteunt en het lijnverlies met 12% vermindert.

Aanpassingsvermogen aan ruwe omgevingen
Na 10 jaar versnelde verouderingstest (hoge temperatuur/hoge luchtvochtigheid/zoutspray) is het falen lager dan 0,1%/duizend uur.geschikt voor fotovoltaïsche elektriciteitscentrales in de woestijn en voor offshore-windscenario's98.

Technologische ontwikkeling
Heterogene integratie: De door Tesla voorgestelde hybride module "silicium + siliciumcarbide" verhoogt de kosten slechts met 50-60%, maar de efficiëntie wordt aanzienlijk verbeterd,en is toegepast in het proef-energieopslagsysteem9
Intelligente integratie: Ingebouwde temperatuur/stroom sensoren en zelfdiagnostiek maken voorspellend onderhoud mogelijk en verminderen de stilstandstijd van apparatuur met 80%
De integratie van vermogensmodules bevordert de iteratie van nieuwe energieapparatuur in de richting van "hoge frequentie, hoge dichtheid en hoge betrouwbaarheid",en de wereldwijde marktomvang zal naar verwachting 80,9 miljard Amerikaanse dollar in 2028.