Onsemi lancia moduli di potenza intelligenti basati su carburo di silicio per ridurre il consumo energetico e il costo totale del sistema

I moduli di potenza intelligenti (IPM) EliteSiC SPM 31 di onsemi offrono i massimi livelli di efficienza e di prestazioni per gli azionamenti di motori e inverter con il più piccolo fattore di forma sul mercato.

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Onsemi ha presentato oggi la prima generazione dei propri moduli di potenza intelligenti (IPM) SPM 31 basati su transistor a effetto di campo di tipo metallo-ossido semiconduttore (MOSFET) in carburo di silicio (SiC) da 1200 V. I moduli IPM EliteSiC SPM 31 di onsemi offrono i massimi livelli di efficienza energetica e di densità di potenza nel più piccolo fattore di forma sul mercato, se confrontati con le soluzioni basate sulla tecnologia IGBT Field Stop 7, con una conseguente riduzione del costo totale del sistema rispetto a qualsiasi altra soluzione all’avanguardia sul mercato. Le prestazioni termiche migliorate, le perdite di potenza ridotte e la capacità di supportare velocità di commutazione elevate rendono questi IPM ideali per le applicazioni di azionamento con inverter trifase, come le ventole a commutazione elettronica (EC) nei data center IA, le pompe di calore, i sistemi HVAC commerciali, i servomotori, la robotica, gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) e le pompe e i ventilatori industriali.

I moduli IPM EliteSiC SPM 31 offrono diversi valori di correnti nominali che vanno da 40 A a 70 A. Unitamente al portafoglio di IGBT SPM 31 IPM, che copre le applicazioni a bassa corrente da 15 A a 35 A, onsemi offre ora la più ampia gamma di moduli di potenza integrati del settore, con soluzioni scalabili e flessibili in un package di dimensioni ridotte.

Perché è importante: nel 2023, le attività negli edifici residenziali e commerciali hanno rappresentato il 27,6% del consumo energetico degli Stati Uniti. Con la crescita dell'elettrificazione e dell'adozione dell'intelligenza artificiale, e in particolare con la realizzazione di un maggior numero di data center IA che accrescono la domanda di energia, la necessità di ridurre il consumo energetico delle applicazioni in questo settore sta diventando sempre più critica. I semiconduttori di potenza in grado di convertire in modo efficiente l'energia elettrica sono fondamentali per questa transizione verso un mondo caratterizzato da basse emissioni di carbonio.

Con l'aumento del numero e delle dimensioni dei data center, si prevede che la domanda di ventilatori EC aumenterà. Queste ventole di raffreddamento mantengono l'ambiente operativo ideale per tutte le apparecchiature di un data center e sono essenziali per garantire una trasmissione dei dati accurata e priva di errori. Il modulo IPM SiC garantisce un funzionamento affidabile del ventilatore EC e alla sua massima efficienza.

Come avviene in molte altre applicazioni industriali quali gli azionamenti dei compressori e le pompe, i ventilatori EC richiedono livelli superiori di densità di potenza e di efficienza rispetto alle soluzioni IGBT esistenti di dimensioni maggiori. Passando ai moduli IPM EliteSiC SPM 31, i clienti possono beneficiare di un ingombro ridotto, di prestazioni superiori e di un design semplificato grazie all'elevata integrazione, che consentono di ridurre i tempi di sviluppo e i costi totali del sistema, oltre ad abbattere le emissioni di gas serra. Ad esempio, rispetto a una soluzione di sistema che utilizza un modulo integrato di potenza IGBT (PIM) attuale con perdite di potenza di 500 W al 70% del carico, l'utilizzo del modulo IPM EliteSiC SPM 31 ad alta efficienza potrebbe ridurre il consumo energetico annuale e il costo per ogni ventola EC del 52%.

Come funziona: il modulo IPNM EliteSiC SPM 31 completamente integrato è costituito da un gate driver indipendente al lato alto, da un circuito integrato a bassa tensione (LVIC), da sei MOSFET EliteSiC e da un sensore di temperatura (sensore di tensione e temperatura (VTS) o termistore). Il modulo si basa sulla tecnologia SiC M3 all’avanguardia del settore che riduce le dimensioni del die ed è ottimizzato per le applicazioni a commutazione di tipo hard-switching, con prestazioni migliorate in termini di tempo di resistenza al cortocircuito (SCWT) nel package SPM 31, che lo rende adatto per gli azionamenti di motori ed inverter per uso industriale. I MOSFET sono configurati in un ponte trifase con connessioni di source separate ai rami inferiori per assicurare la massima flessibilità nella selezione dell'algoritmo di controllo.

Inoltre, i moduli IPM EliteSiC SPM 31 includono i seguenti vantaggi:

• i MOSFET M3 EliteSiC a basse perdite e con protezione da cortocircuito per prevenire guasti catastrofici ad apparecchiature e componenti come le scosse elettriche o gli incendi;
• la protezione da sottotensione (UVP) integrata per proteggere il dispositivo dai danni in caso di tensione bassa;
• la possibilità per i clienti di scegliere tra diverse correnti nominali utilizzando la stessa scheda PCB, essendo un prodotto equivalente al modulo SPM IGBT FS7 31;
• la certificazione UL per soddisfare gli standard di sicurezza nazionali e internazionali;
• la presenza di un alimentatore con un singolo collegamento a terra, che offre maggiore sicurezza, la protezione delle apparecchiature e la riduzione del rumore;
• il design semplificato e le dimensioni ridotte delle schede dei clienti, grazie ai comandi inclusi per i driver di gate e alle protezioni;
• i diodi bootstrap (BSD) e i resistori (BSR) integrati;
• i diodi boost interni forniti per l'azionamento boost del gate lato alto;
• il sensore di temperatura integrato (con uscita VTS tramite LVIC e/o termistore);
• il circuito integrato ad alta tensione e ad alta velocità incorporato.

Più informazioni:

• Scoprite di più su onsemi ai seguenti link: EliteSiC SPM 31 IPM e FS7 IGBT SPM 31 IPM
• Leggete le note applicative sui moduli IPM EliteSiC SPM 31 e FS7 IGBT SPM 31

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