Infineon Espande i Moduli di Potenza SiC ad Alta Tensione

I sistemi per energie rinnovabili ad alta tensione stanno adottando sempre più architetture DC-link da 1500 V per aumentare la densità di potenza, ridurre i livelli di corrente e semplificare i sistemi di conversione di potenza su larga scala. I semiconduttori in carburo di silicio vengono inoltre utilizzati sempre più frequentemente per ridurre le perdite di commutazione e consentire il funzionamento degli inverter a frequenze più elevate in applicazioni come energia eolica, sistemi fotovoltaici e accumulo di energia tramite batterie. In questo contesto, Infineon Technologies AG ha ampliato il proprio portafoglio di moduli di potenza XHP 2 con nuove varianti CoolSiC MOSFET da 2300 V per sistemi energetici ad alta tensione.

I nuovi moduli sono progettati per convertitori di potenza di grandi dimensioni operanti con tensioni DC-link fino a 1500 V e sono disponibili con valori di resistenza on-state compresi tra 1 mOhm e 2 mOhm, oltre a opzioni di tensione di isolamento da 4 kV e 6 kV.

Frequenze di commutazione più elevate con minori perdite
I moduli XHP 2 CoolSiC MOSFET utilizzano la tecnologia al carburo di silicio per ridurre sia le perdite di commutazione sia quelle di conduzione rispetto ai semiconduttori di potenza convenzionali basati sul silicio. Perdite di commutazione inferiori consentono agli inverter di operare a frequenze più elevate, riducendo la distorsione armonica e diminuendo le dimensioni dei componenti passivi come filtri ed elementi magnetici.

Il funzionamento ad alte frequenze contribuisce inoltre ad aumentare la densità di potenza nei sistemi compatti per energie rinnovabili e nelle piattaforme industriali di elettronica di potenza. I moduli sono destinati ad applicazioni quali inverter fotovoltaici, convertitori per energia eolica e sistemi di accumulo a batteria, dove efficienza e gestione termica influenzano direttamente le prestazioni del sistema e i costi operativi.

Il package XHP 2 per convertitori scalabili
I moduli sono implementati sulla piattaforma package XHP 2 di Infineon, che offre un comportamento di commutazione simmetrico per semplificare il collegamento in parallelo nelle architetture di convertitori ad alta potenza. Le caratteristiche di commutazione simmetriche sono importanti nei sistemi multi-modulo perché aiutano a mantenere una distribuzione equilibrata della corrente tra dispositivi semiconduttori collegati in parallelo.

La piattaforma consente inoltre agli sviluppatori di configurare livelli di efficienza e prestazioni in base ai requisiti applicativi. Tutte le varianti integrano la tecnologia di interconnessione .XT di Infineon, progettata per migliorare la resistenza ai cicli termici e la durata operativa in ambienti di conversione di potenza particolarmente impegnativi.

Alcune versioni dei moduli vengono fornite con materiale di interfaccia termica preapplicato per semplificare i processi di assemblaggio e garantire un trasferimento termico uniforme tra il modulo semiconduttore e il sistema di raffreddamento.

Risultati dimostrati nei sistemi per energie rinnovabili
Infineon ha inoltre reso noti risultati di test a livello di sistema ottenuti in applicazioni per energie rinnovabili che utilizzano i nuovi moduli. In un sistema dimostrativo per energia eolica, l’azienda ha raggiunto una densità di potenza di 300 kW/L. Nei test sui sistemi di accumulo a batteria, le perdite dei semiconduttori sono rimaste inferiori allo 0,7% della potenza di uscita.

Questi risultati mostrano come i moduli ad alta tensione in carburo di silicio vengano utilizzati per aumentare l’efficienza dei convertitori riducendo al contempo le dimensioni dei sistemi nelle infrastrutture di nuova generazione per energie rinnovabili e nei sistemi digitali di conversione di potenza.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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